Question

Um corpo, de massa 10 kg e calor específico 0,60 cal/g.ºC, se encontra á temperatura de 40 ºC, no interior de um recipiente termicamente isolado. Para
resfriá-lo, introduzimos no recipiente uma certa massa de água (calor especifico 1,00cal/.ºC) inicialmente á temperatura de 25 ºC. Despreze as perdas de calor para o ambiente e a capacidade térmica do recipiente.
a) Qual a massa de água que deve ser usada para que a temperatura de equilíbrio seja de 37ºC?
b) Se a água estivesse inicialmente a 20 °C, qual seria a massa necessária?

Answer 1

a) Sendo a troca de calor para o ambiente e para o recipiente desprezíveis, tem-se:
             m(corpo)= 10.000g         m(água)=x
             c (corpo)=0,6 cal/gºC      c(água)=1 cal/gºC
             ΔΘ(corpo)=(37-40)         ΔΘ(água)=(37-25)

A soma das quantidades de calor transferidas entre os corpos resultam em 0:

Q(água)+Q(corpo)=0  =>  (mcΔΘ)água + (mcΔΘ)corpo=0  =>
 
x.1.12+ 10.000.0,6.(-3)=0  =>    12x= 6.000.3  =>   x=1.000.3/2 =>

x=1500 g (água)

b) Basta substituir ΔΘ=(37-25) por ΔΘ=(37-20), assim:

x.1.(37-20) -18.000 =0  =>   17x = 18.000 => x(aprox)= 1.058g (água)