Question

Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/°C, inicialmente a 10°C, são colocados 200g de um líquido de calor específico 0,40 cal/g°C. Verifica-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 50°C. Determine a temperatura inicial do líquido.

Answer 1

Trocas de calor:

 bem, dentro do calorímetro o calor liberado por um será recebido pelo outro. nesse caso a troca de calor será realizada entre o calorímetro (Qc) e o líquido (Ql). assim: 
Qc + Ql = 0 
sabemos que capacidade térmica é dada por: 
C = Q / ΔT 
Q = C*ΔT 
então: 
Qc = C*ΔT 
Qc = C*(Te - To) 
o calorímetro estava inicialmente a 10°C e o equilíbrio foi estabelecido em Te = 50°C. sabendo-se que C = 8 cal/°C, temos: 
Qc = 8*(50 - 10) 
Qc = 8*40 
Qc = 320 cal 
vamos deixar guardado esse dado. para o líquido só houve variação de temperatura (calor sensível). assim: 
Ql = mcΔT 
Ql = mc*(Te - To') 
como c = 0,4 cal/g*°C, m = 200g e Te = 50°C, temos: 
Ql = 200*0,4*(50 - To') 
Ql = 80*(50 - To') 
Ql = 4000 - 80To' 
e como já dito: 
Qc + Ql = 0 
agora é só substituir os valores descobertos. então: 
320 + 4000 - 80To' = 0 
-80To' = -4320 
80To' = 4320 
To' = 4320 / 80 
To' = 54 °C 
portanto, o líquido estava inicialmente a 54°C.