Question

Um calorímetro contém 100 g de água à temperatura de 15 °C. Coloca-se, no seu interior, um bloco de cobre com 400 g de massa, à temperatura de 95 °C. Atingindo o equilíbrio térmico de 35 °C. Determine a capacidade térmica do calorímetro e marque a alternativa correta. Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C e calor específico do cobre = 0,094 cal/g°C. * 2 pontos ( )276 cal/°C. ( )0,078 cal/°C. ( )12, 8 cal/°C. ( )0,781 cal/°C. ( )236 cal/°C.

Answer 1

Resposta:

A quantidade de calor sensível perdido ou absorvido por um corpo pode ser calculada pela equação:

$Q=m*c*\Delta T \ \ \ \ \ (1)$

sendo

$Q$ : calor (cal)

$m$ : massa (g)

$c$ : calor específico (cal/gºC)

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

Além disso, sendo $C_T$ a capacidade térmica de um material, o calor sensível pode ser calculado por

$Q=C_T*\Delta T \ \ \ \ \ (2)$

Sendo $T=35 \ ^{o}C$ a temperatura de equilíbrio, o calor cedido pelo cobre pode ser calculado pela equação (1):

$Q_c=m_c*c_c*\Delta T_c\\Q_c=400*0,094*(35-95)\\Q_c=-2256 \ \ \ \ \ \ \ (3)$

A quantidade de calor absorvido pela água será calculado pela equação (1) como:

$Q_a=m_a*c_a*\Delta T_a\\Q_a=100*1*(35-15)\\Q_a=2000 \ \ \ \ \ \ \ (4)$

Por fim, a quantidade de calor absorvido pelo calorímetro pode ser calculado por meio da equação (2) por:

$Q_{cal}=C_T*\Delta T_{cal}\\Q_{cal}=C_T*(35-15)\\Q_{cal}=20*C_T \ \ \ \ \ (5)$

Desprezando as perdas de calor para o ambiente, todo calor cedido pelo cobre deve ser absorvido pela água e pelo calorímetro. Portanto, $Q_c+Q_a+Q_{cal}=0$. Utilizando as equações (3), (4) e (5):

$Q_c+Q_a+Q_{cal}=0\\(-2256)+(2000)+(20*C_T)=0\\20*C_T=256\\C_T=256/20\\C_T=12,8 \ cal/^{o}C$

Resposta: a capacidade térmica do calorímetro será de 12,8 cal/ºC

Espero ter ajudado!! Bons estudos