Question

Num calorímetro, contendo 100g de água a 10ºC, coloca-se um bloco de ferro, de 250g, a 110ºC. Sendo 0,1 cal/gºC o calor específico do ferro e desprezando-se o calor absorvido pelo calorímetro, pode-se afirmar que a temperatura de equilíbrio do sistema, em ºC, é:

Answer 1

Resposta:

O calor sensível trocado por um corpo pode ser calculado por

$Q=m*c*\Delta T$

sendo

$Q$: calor (cal)

$m$: massa (g)

$c$: calor específico (cal/gºC)

$\Delta T$: variação de temperatura (ºC ou K)

Seja $m_f$ a massa de ferro inicialmente a temperatura de 110ºC. A temperatura de equilíbrio é $T$. Sendo $c_f$ o calor específico do ferro, o calor cedido por ele será:

$Q_f=m_f*c_f*\Delta T\\Q_f=250*0,1*(T-110)$

Seja $m_a$ a massa de água inicialmente a temperatura de 10ºC. A temperatura de equilíbrio é $T$. Sendo $c_a$ o calor específico da água, o calor recebido por ela será:

$Q_a=m_a*c_a*\Delta T\\Q_a=100*1*(T-10)$

Desprezando as perdas para o ambiente, todo o calor fornecido pelo ferro  deve ser absorvido pela água, de forma que $Q_f+Q_a=0$. Assim:

$Q_f+Q_a=0\\(250*0,1*(T-110))+(100*1*(T-10))=0\\25*T-2750+100*T-1000=0\\125*T=3750\\T=3750/125\\T=30 \ ^{o}C$