Question

O calorímetro da figura, de capacidade térmica desprezível, tem um furo F. Colocaram-se no calorímetro m1=30g de gelo fundente(teta f= 0 graus celsius), calor latente de fusão L=80cal/g, e m2=100g de um metal de calor específico c=0,20 cal/g graus C á temperatura teta m.Atingido p equilíbrio térmico entre o gelo e o metal, observa-se que restou 1/3 da massa inicial do gelo. Qual a temperatura teta m?

Answer 1

Olá.

m1 = 30g 
θi = 0 graus Celsius
L = 80 cal/g

m2 = 100g
c = 0,20 cal/g.°C
θi = θm 

Gelo:
-> O gelo está mudando de estado, usamos Q = m.L
-> No fim, resta 1/3 da massa inicial (10 g), 2/3 derreteram (20 g).

Q1 = m.L 
Q1 = 30.80 
Q1 = 2400 cal 

No entanto, essa é a quantidade de calor necessária para derreter toda a massa de gelo. Precisamos retirar o calor da massa de 10 g que sobrou e não sofreu mudança de estado físico.

1/3 da massa de água (10 g) sobrou.
Q2 = m.c.∆θ 
Q2 = 10.1.θm
Q2 = 10 θm  

Metal: 
-> Há apenas mudança de temperatura; usamos Q = m.c.∆θ

Q3 = m.c.∆θ 
Q3= 100.0,2.(θm) 
Q3 = 20 θm 

Concluindo:
Como o sistema é fechado, o calor recedido por um corpo é igual ao calor cedido pelo outro.

Sendo assim: 
Q1 - Q2 = Q3
2400 - 10 θm = 20 θm 
30 θm = 2400
θm = 80 graus Celsius


Espero ter ajudado. :)