Um calorímetro contém 90g de água à temperatura ambiente de 25ºC. Coloca-se em seu interior um bloco de ferro de massa 100g e temperatura de 90ºC. Atingindo equilíbrio térmico, o termômetro acusa 30ºC. Sabendo que os calores específicos da água e do ferro são, respectivamente, 1 cal/gºC e 0,11 cal/gºC, calcule a capacidade térmica do calorímetro.
Soluções para a tarefa
Qc Ferro = m x c x ∆θ
Qc Ferro = 100 x 0,11 x (30 - 90) = -660 cal
Qa Água = m x c x ∆θ
Qa Água= 90 x 1 x (30 - 25) = 450 cal
Qa Calorímetro = Qc Ferro - Qa Água
Qa Calorímetro = 660 - 450 = 210 cal
C = Qa Calorímetro / ∆θ
C = 210 / (30 - 25)
C = 42 cal/°C
A capacidade térmica do calorímetro equivale a 42 Cal/°C.
A capacidade térmica de um corpo representa a quantidade de calor que ele precisa perder ou ganhar para que sua temperatura sofra variação equivalente a uma unidade.
Podemos calcular a capacidade térmica de um corpo por meio da seguinte expressão -
C = Q/ΔT
Onde,
Q = quantidade de calor cedida ou recebida
ΔT = variação da temperatura
O calor sensível é aquele que provoca uma variação na temperatura. Para calcular o calor sensível perdido ou absorvido pelo corpo usamos a fórmula abaixo -
Q = mcΔt
Onde,
m = massa do corpo
ΔT = variação da temperatura
c = calor específico do corpo
As trocas de calor ocorrerão de forma que o calor cedido será equivalente ao calor recebido.
∑Q = 0
Assim,
mcΔT água + mcΔTferro + CΔT calorímetro = 0
90. 1. (30 - 25) + 100. 0,11. (30 - 90) + C. (30 - 25) = 0
450 - 660 + 5C = 0
C = 42 Cal/°C
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