Um calorímetro contêm 60g
de água a 20ºC. No seu interior foi
colocada uma porção de prata, de 50g de massa, a 100 ºC. O equilíbrio térmico
foi atingido à temperatura de 23,3ºC.
Sabendo-se que a capacidade térmica do calorímetro é de 5cal/ºC, determine o calor específico da
prata.
Soluções para a tarefa
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Os corpos envolvidos nas trocas de calor são: água(a) + prata(p) + calorímetro(c).
Isolando esses corpos, no que se refere às trocas de calor, temos:
IQaI + IQpI + IQcI =0 ⇒ ma.ca.(θe - θ₀a) + mp.cp.(Θe - Θ₀p) + mc.cc.(Θe - Θ₀c) = 0 ⇒
Θe: temperatura de equilíbrio térmico, Θ₀a: temp. inicial da água, Θ₀c: temp. inic. do calorímetro, ca: calor espec. da água, cp: calor esp. da prata e cc: calor esp. calorím.,
ma: massa de água, mp: massa de prata e mc: massa do calorímetro! Então, temos, do equacionamento acima: 60.1.(23,3° - 20°) + 50.cp.(23,3° - 100°) + 5.(23,3° - 20°) = 0 ,
onde a capacidade térmica(Cc) do calorímetro é Cc = mc.cc ⇒ Cc = 5 cal/°c. Logo,
60.3,3 - 3835.cp + 16,5 = 0 ⇒ 3835.cp = 214,5 ⇒ cp = 214,5/3835 = 0,0559cal/g°c.
Resposta : cp ≈ 0,056 cal/g°c
Isolando esses corpos, no que se refere às trocas de calor, temos:
IQaI + IQpI + IQcI =0 ⇒ ma.ca.(θe - θ₀a) + mp.cp.(Θe - Θ₀p) + mc.cc.(Θe - Θ₀c) = 0 ⇒
Θe: temperatura de equilíbrio térmico, Θ₀a: temp. inicial da água, Θ₀c: temp. inic. do calorímetro, ca: calor espec. da água, cp: calor esp. da prata e cc: calor esp. calorím.,
ma: massa de água, mp: massa de prata e mc: massa do calorímetro! Então, temos, do equacionamento acima: 60.1.(23,3° - 20°) + 50.cp.(23,3° - 100°) + 5.(23,3° - 20°) = 0 ,
onde a capacidade térmica(Cc) do calorímetro é Cc = mc.cc ⇒ Cc = 5 cal/°c. Logo,
60.3,3 - 3835.cp + 16,5 = 0 ⇒ 3835.cp = 214,5 ⇒ cp = 214,5/3835 = 0,0559cal/g°c.
Resposta : cp ≈ 0,056 cal/g°c
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