Question

Um calorimetro de cobre de 60 g contém 25 g de agua é 20 C. No calorimetro é colocado um pedaço de alumínio de massa 120 g a 60 C. Determine a temperatura do cobre : 0, 217 cal/g C; calor específico da agua: 1 cal/g C​

Answer 1

Resposta:

Tf = 40,155°C

Explicação:

Eu entendi que ele pediu a temperatura final do sistema (porque a temperatura do calorímetro seria 20°C porque ele está em equilíbrio térmico com a água).

Veja que o calorímetro é de cobre, c = 0,094cal/g°C, cuja massa é 60g e T0 = 20°C. Nesse calorímetro estão 25g de água também a 20°C. É colocado um bloco de alumínio a 60°C e de 60g de massa. Veja que houve conservação de calor:

∑Q = 0, ou seja:

Q1 + Q2 + Q3 = 0

Q1 = mcΔT = 60*0,094*(Tf - 20) (o quanto o calorímetro de cobre absorveu calor)

Q2 = mcΔT = 20*1*(Tf - 20)  (o quanto a água absorveu de calor)

Q3 = mcΔT = 120*0,217*(Tf - 60) (o quanto o alumínio cedeu de calor)

Logo:

60*0,094*(Tf - 20) + 20*1*(Tf - 20) + 120*0,217*(Tf - 60) = 0

5,64Tf - 112,8 + 20Tf - 400 + 26,04Tf - 1562,4 = 0

51,68Tf = 2075,2

Tf = 40,155°C

Veja que faz sentido essa temperatura final, pois devíamos ter encontrado uma temperatura entre 20°C e 60°C