Question

Um calorímetro de cobre com massa igual a 0,100 kg contém 0,160 kg de água e 0,0180 kg de gelo em equilíbrio térmico na pressão atmosférica. Se um bloco de chumbo de 0,750 kg, a uma temperatura de 255 °C, for colocado no recipiente, qual será a temperatura final de equilíbrio? Suponha que não ocorra nenhuma perda de calor para o ambiente

Answer 1

Olá,

Como não há troca de calor com o meio externo, podemos dizer que a soma de todos os calores dentro do sistema será igual a 0.

Além disso temo que considerar a temperatura inicial de equilíbrio como 0, pois a questão diz que temos gelo e água na mesma temperatura.

Temos que lembrar ainda que além dos calores sensíveis, teremos que adicionar a equação o calor latente do gelo no seu passar de fase. Vejamos a equação:

Dados:

c cobre: 0,09 cal/g °C

c água: 1 cal/g °C

c chumbo: 0,031 cal/g °C

c latente fusão gelo: 90 cal/g

MASSAcobre.c.ΔT+MASSAagua.c.ΔT+MASSAgelo.L+MASSAagua2.c.ΔT+MASSAchumbo.c.ΔT=0

Lembrando que essa água 2 é a água do degelo.

Calculando:

$0,1.0,09,(Tf-0)+0,16.1.(Tf-0)+0,018.80+0,018.1.(Tf-0)+0,750.0,031(Tf-255)=0\\ \\ \\ \\ 0,009Tf+0,16Tf+1,44+0,018Tf+0,02325Tf=5,929\\ \\ \\ \\ 0,21025Tf=4,489\\ \\ \\ Tf=21,35$

Resposta 21,35 °C