Question

Um calorímetro de cApacidade térmica 8 cal /c contém 120 g de água a 15 C. Um corpo de massa x e temperatura 60 C é colocado no interior da calorímetro. O calor específico do corpo é de 0,22 cal/g. C e que a temperatura de equilíbrio térmico é de 21,6 C, calcular x

Answer 1

A massa x do corpo dentro do calorímetro é de 100g.

Calorimetria e equilíbrio térmico

Na física, temos que a calorimetria é a área que estuda as trocas de energias entre determinados corpos, e dentro de tal área há determinados conceitos fundamentais.

Calor sensível: É a troca de calor entre determinados corpos, dado matematicamente pela equação:

$\boxed{Q=m.c. \Delta T}$

Em que m é a massa do corpo em questão, c o calor específico dele e delta T a variação de temperatura em um determinado intervalo de tempo.

Equilíbrio térmico: É dado quando dois ou mais corpos atingiram o equilíbrio de temperatura, ou seja, não há mais calor sendo trocado, portanto, neste estado, o somatório de todos os calores envolvidos deve ser igual a zero.

Com isso, separando os calores envolvidos, temos:

Calor do calorímetro que tem capacidade térmica de 8cal/°C, está a 15°C e tem 120g

Sabendo que capacidade térmica é equivalente a m.c na equação do calor sensível temos:

$Q_1=8.(21,6-15)\\\\Q_1=52,8cal$

Calor da água dentro do calorímetro que tem calor específico de 1cal/g°C, 120g e está a 15°C

$Q_2=120.1.6,6\\\\Q_2=792cal$

Calor do corpo de massa x, temperatura 60°C e calor específico de 0,22cal/g°C

$Q_3=x.0,22(-38,4)\\\\Q_3=-8,448x$

Com o conceito de equilíbrio térmico, temos:

Q1+Q2+Q3=0

Então:

52,8cal+792cal-8,448xcal=0

Isolando x, tem-se:

8,448x=844,8
x=100g

Que é a massa do corpo.

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