Question

Num calorímetro de capacidade térmica 8 cal/°C inicialmente a 10°C são colocados 200 g 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

Vamos lá então:

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.

Espero que ajude
Abraços