Question

Questões da Positivo - 2º Ano Ensino Médio. Assunto: Calorimetria

1) Um copo vazio de massa igual 50g está a 28 °C. Colocam-se nele 200 g de água a 100°C. O sistema atinge equilíbrio térmico em 92°C. Admitindo que as trocas de calor ocorrem apenas entre o copo e a água , a alternativa que indica o valor do calor específico do material do qual o copo e feito é: (Dado calor específico da agua: 1 cal/(g.°C)

a) 0,5

b) 0,6

c) 1,2

d) 2

e) 0,8

2) Uma lâmina de alumínio de massa igual a 500 g está a uma temperatura de 80°C. Qual é a massa mínima de gelo a 0°C que é preciso colocar em contato com a lâmina para que o sistema atinja 0°C? Admita que o sistema é termicamente isolado. Dados: calor específico alumínio - 0,21 e Calor latente de fusão do
gelo - 80 cal/g

A alternativa que indica a massa mínima de gelo a 0°C que deve ser colocado em contato com a lâmina para que o sistema atinja 0°C e de:

a) 100g

b) 105g

c) 120g

d) 210g

e) 200g

Gente, na 1 o meu deu 0,5

E na 2, 105 g

Alguém confere se tá certo. E se possível colocar as contas, pra ver se bate com o meu. Obrigado

Answer 1

Número 1: Vamos ter q atentar para alguns detalhes:

O corpo de maior temperatura sempre cede calor para o de menor temperatura, ou seja: Qcopo = - Qágua

Como n houve mudança de estado físico, vamos ter q usar a fórmula da quantidade de calor sensível:

Q = m.c.ΔT

Q = calor recebido ou cedido pelo corpo (geralmente dado em cal)
m = massa (geralmente dada em gramas)
c = calor específico sensível da substância de q o corpo é feito (geralmente dado em cal/g°C)
ΔT = variação de temperatura (geralmente dada em °C)


Obs: c da água = 1cal/g°C


Vamos montar a equação do copo e da água:

Qcopo = 50.c.(92-28)
Qágua = 200.1.(92-100)


Utilizando da relação acima:

Qcopo = - Qágua

50.c.(92-28) = -[200.1.(92-100)]
50.c.64 = -[200.1.-8]
3200c = -[-1600]
3200c = 1600
c = 1600/3200 = 0,5 cal/g°C ou 5.$10^{-1}$ cal/g°C


Número 2: Vamos ter q primeiro calcular quantas calorias o alumínio vai ter q ceder para chegar a 0°C. Para isso usaremos a fórmula da quantidade de calor sensível:

Q (Al) = 500.0,21.(0-80)
Q (Al) = 5.21.-80
Q Al = -8400 cal


Agora precisamos relacionar com a quantidade de calor latente de fusão do gelo:

Q = m.L

L = calor latente (fusão ou ebulição)

Montando:

Q gelo = m.80

Como o Al cede 8400cal, o gelo recebe essa mesma quantidade, ou seja:

8400 = m.80
m = 8400/80
m = 840/8 = 105g