Física, perguntado por leticiadeoliveiraofi, 3 meses atrás

Um sólido de massa 200g, na temperatura 120ºC é inserido em um recipiente isolante térmico de capacidade térmica desprezível e que contém 300 g de água a 15ºC. O calor específico da substância que compõem o sólido é 0,15cal/gºC e calor específico da água é 1,0cal/gºC.
a) Calcule a temperatura de equilíbrio do sistema?
b) Se o recipiente isolante tivesse capacidade térmica de 30 cal/ºC, calcule qual seria a temperatura de equilíbrio do sistema?

Soluções para a tarefa

Respondido por marciocbe
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Resposta:

Olá boa tarde!

O equilíbrio térmico é obtido quando a soma das quantidades de calor dos corpos é nula.

∑ Q = 0

onde:

Q = m*c*Δt

Q é a quantidade de calor

m é a massa

c é o calor especifico

Δt = (Tf - Ti) é a diferença entre a temperatura inicial e a temperatura de equilíbrio

a)

Quantidade de calor do sólido (Qs)

Qs = 200 * 0,15 * (Tf - 120)

Quantidade de calor da água (Qa):

Qa = 300 * 1 * (Tf - 15)

A temperatura de equilíbrio é a temperatura final Tf.

200 * 0,15 * (Tf - 120) + 300 * 1 * (Tf - 15) = 0

30Tf - 3.600 + 300Tf - 4.500 = 0

330Tf = 4.500 + 3600

330Tf = 8.100

Tf = 8.100 / 330

Tf = 24,54°C

b)

Neste caso o sistema tem além das quantidades de calor do sólido e da água o acréscimo da capacidade térmica do recipiente que deve ser somado.

200 * 0,15 * (Tf - 120) + 300 * 1 * (Tf - 15) + 30 = 0

330Tf = 4.500 + 3.600 + 30

330Tf = 8.130

Tf = 24,63°C

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