Question

Um certo bloco o qual é feito de ferro tem sua massa igual a 100g, é elevado sua temperatura até 500K, logo depois é mergulhado em um recipiente fechado e isolado termicamente o qual contém 500g de água em uma temporada de 292K. tanto bloco com a água chegam ao equilíbrio térmico em 297K . agora encontre o calor específico do ferro. Assuma que os calores específicos da água e do ferro não variam significativamente sobre as faixas de temperatura em questão.

Answer 1

Resposta:

O calor específico do Ferro, nas condições apresentadas é

$\boxed{c_{Fe} = 0{,}12 \frac{cal}{g \cdot ^{o}C} }$

Explicação:

O problema pode ser resolvido a partir da "equação do calorimetro" (conservação da energia). Como o calorimetro (recipiente) é isolado termicamente, não há troca de calor entre o interior (sistema) e o meio externo. A troca de calor ocorre apenas entre os constituintes do sistema e

$\mid Q_{cedido} \mid = \mid Q_{absorvido} \mid$

Ou seja o calor absorvido por uma parte do sistema deve ser igual ao calor cedido pela outra parte. Nesse problema, o bloco de ferro cede calor e a água absorve. A equação acima também pode ser escrita como:

$Q_{cedido} + Q_{absorvido} = 0$

$m_{Fe} \cdot c_{Fe} \cdot \Delta T_{Fe} + m_{a} \cdot c_{a} \cdot \Delta T_{a} = 0$

Substituindo os valores dados para o Ferro e a água,

$100 \cdot c_{Fe} \cdot (292 - 500) + 500 \cdot 1 \cdot (297 - 292) = 0$

$-20.800 \cdot c_{Fe} + 2.500 = 0$

$c_{Fe} = \frac{2.500}{20.800}$

$\boxed{c_{Fe} = 0{,}12 \frac{cal}{g \cdot K} }$

ou, equivalentemente,

$\boxed{c_{Fe} = 0{,}12 \frac{cal}{g \cdot ^{o}C} }$