Question

Um calorímetro, de capacidade térmica 42 cal/ºC contém 90g de água. A temperatura do conjunto é 20ºC. Coloca-se em seu interior um bloco de ferro, cuja massa é 100g e cuja a temperatura é 85ºC. O termômetro nos mostra que após ser atingido o equilíbrio térmico, a temperatura da mistura é de 25ºC. Com os dados dessa experiência determine o calor específico (c) do ferro. *​

Answer 1

Resposta:Temos os seguintes dados:

Capacidade térmica do calorímetro (Cc): 42 cal/°C

Temperatura inicial do calorímetro (Tc): 20 °C

Temperatura final do calorímetro (Tf): 25° C

Massa de água (ma): 90 g

Calor específico da água (ca): 1 cal/(g °C)

Temperatura inicial da água (Ta): 20 °C

Temperatura final da água (Tf): 25 °C

Massa do bloco de ferro (mb): 100 g

Calor específico do ferro (cb): ?

Temperatura inicial do bloco de ferro (Tb): 85 °C

Temperatura final do bloco de ferro (Tf): 25 °C

Precisamos montar o balanço de energia dentro desse calorímetro para descobrir o calor específico do ferro.

Sabemos que a quantidade de calor recebida ou cedida por cada um dos participantes desse balanço é dada por Q = m*c*ΔT = C*ΔT, onde "m" representa a massa, "c" representa o calor específico, "ΔT" representa a variação de temperatura e "C" representa a capacidade térmica.

Portanto, montando o balanço de energia, temos:

Q(calorímetro) + Q(água) + Q(bloco de ferro) = 0

Cc*(Tf - Tc) + ma*ca*(Tf - Ta) + mb*cb*(Tf - Tb) = 0

42*(25 - 20) + 90*1*(25 - 20) + 100*cb*(25 - 85) = 0

42*5 + 90*5 - 6000*cb = 0

210 + 450 - 6000*cb = 0

660 = 6000*cb

cb = 660/6000

cb = 0,11 cal/(g °C)

Portanto, o calor específico do ferro é 0,11 cal/(g °C)

Espero ter ajudado.