Question

Um calorimetro contem 200g de agua a 25ºC. É depositado, em seu interior, um bloco metalico de 100g de massa a 95ºC, observando-se o equilibrio termico a 30ºC. Considerando o sistema isolado do meio externo, 1,0 cal/(g . ºC) e calor especifico da agua e 0,20 cal/(g . ºC) o calor especifico do metal, a capacidade termica do calorimetro vale, em cal/ºC

a) zero
b) 8,0
c) 60
d) 140
e) 280

Answer 1

Inicialmente, temos que ter a noção de que se trata de um problema de calorimetria onde ocorrerá um equilíbrio térmico, ou seja, a soma de todos os calores trocados entre os corpos envolvidos será igual a 0. Vale ressaltar que a temperatura final de todos os corpos envolvidos será igual a 30ºC, temperatura na qual ocorre o equilíbrio.

Outra noção que temos que ter é de capacidade térmica, que é a quantidade de calor que um corpo precisa receber pra variar a temperatura, pode ser calculada por:
C = Q / ΔT , isolando Q, obtém-se Q = C.ΔT

Usaremos bastante a fórmula: Q = mcΔT, onde:
Q ~> quantidade de calor
m ~> massa
c ~> calor específico da substância
ΔT ~> variação de temperatura, calculado por Tf - Ti

Como a soma dos calores trocados entre os corpos é igual a zero, representaremos isso matematicamente:
Qa + Qm + Qc = 0, onde:
Qa ~> calor trocado pela água
Qm ~> calor trocado pelo metal
Qc ~> calor trocado pelo calorímetro

Assim, substituindo cada "Q" por seu respectivo "mcΔT" ou "C.ΔT" (para o calorímetro), obtemos:
200.1.(30-25) + 100.0,20.(30-95) + C.(30-25) = 0
Obs.: a temperatura inicial do calorímetro é igual a temperatura da água, no começo do sistema. Resolvendo, temos:
200.(5) + 20.(-65) + C.(5) = 0
1000 - 1300 + 5C = 0
5C = 300
C = 60 ~> CAPACIDADE TÉRMICA DO CALORÍMETRO

Espero ter ajudado. Qualquer erro ou dúvida só me comunicar.
Abraços!