Uma barra de cobre cuja massa é 75 g é
aquecida em um forno de laboratório até uma temperatura de 312 º C. A
barra é então colocada em um recipiente de vidro contendo uma massa de água de
220 g. A capacidade térmica do recipiente de vidro é de 45 cal /º C. A
temperatura inicial da água e do recipiente de vidro é de 12 º C. Supondo que o
sistema todo é isolado, pedem-se:
a) a temperatura de equilíbrio θe térmico
do sistema;
b) as quantidades de calor
trocadas isoladamente pelo cobre, água e recipiente.
Dados: c água =
1 cal / g.ºC , c cobre =
0,0923 cal / g.ºC
Formulário: Q =
mL Q = m c (q2 - q1 )
Q = C (q2 - q1 )
Soluções para a tarefa
6,9225x - 2159,82 + 220x - 2640 + 45x - 540 = 0
271,9225x = 5339,82
x = 19,637 ~ 19,64ºC // -> Letra C //
b)
Q = 75.0,0923.292,36 = 2023,8621 cal que o cobre liberou. E foram essas mesmas calorias que a água e o recipiente receberam.
a) a temperatura de equilíbrio térmico do sistema é de 19,64°C.
b) a quantidade de calor trocada foi de aproximadamente - 5741,95 Cal.
Calor Sensível
Quando os três corpos com temperaturas diversas são colocados em contato. temos a transferência de energia térmica até que se atinja o Equilíbrio térmico.
T₁ = T₂ = T₃
O calor sensível representa a quantidade de calor que, ao ser fornecida ou retirada de um corpo, provoca uma variação na temperatura.
Q = mcΔt
Onde,
- m = massa do corpo
- ΔT = variação da temperatura
- c = calor específico do corpo
A questão fornece as seguintes informações sobre a barra de cobre, a água e o recipiente-
- m₁ (barra) = 75 gramas
- m₂ (água) = 220 gramas
- T₁ (barra) = 312°C
- T₂ (água e recipiente) = 12°C
- C (capacidade térmica do vidro) = 45 Cal/°C
Calculando a temperatura de Equilíbrio Térmico-
m₁. c₁. ΔT₁ + m₂.c₂.ΔT₂ + C.ΔT = 0
75. 0,0923. (T - 312) + 220. 1. (T - 12) + 45. (T - 12) = 0
6,9225T - 2159,82 + 220T - 2640 + 45T - 540 = 0
271,9225T = 5339,82
T ≅ 19,64°C
Calculando a quantidade de calor cedida pelo corpo com maior temperatura-
Q = m₁. c₁. ΔT₁
Q = 75. 0,0923. (19,64 - 312)
Q ≅ - 5741,95 Cal
Saiba mais sobre o Calor Sensível em,
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