Question

Um calorímetro de capacidade térmica 10 cal/C e 200 g de água a 50C estãoem equilíbrio térmico. Uma pessoa abre o calorímetro e coloca 100 g de gelo emseu interior.Despreze possíveis perdas de calor para o ambiente.A nova temperatura de equilíbrio no interior do calorímetro será um valor próximode:

Answer 1

No equilíbrio térmico a soma dos calores trocados entre os corpos A B e C = 0

Ou seja: QA + QB + QC = 0

O calor sensível é:

Q = m.c.ΔT, é o calor associado ao calorímetro, corpo A, e a água, corpo B.
m = massa
c = calor específico
ΔT = variação de temperatura (Tf-Ti)

O calor latente é envolvido na mudança de fase, que é associado ao gelo que funde ao receber o calor da água.

QL = m.L
m = massa
L = constante de proporcionalidade. Para o calor latente de fusão da água: 80cal/g 

capacidade térmica = m.c : do calorímetro vale 10 cal/°C 

calor específico da água: 1cal/°C

massa de gelo: = 100g

massa da água: 200g
 Então, substituindo na expressão: 

m.c.ΔT + m.c.ΔT + mL = 0

10(Tf - 50) + 1.200.(Tf - 50) + 100.80  = 0
10Tf - 500 + 200Tf - 10000 + 8000 = 0
210Tf - 2500 = 0
Tf = 2500/210 =
Tf = 11,9°C