Uma barra metálica a temperatura de 80°c é colocada dentro de um recipiente termicamente isolado contendo 2 quilos de uma substância de calor específico igual a 2 cal/g. ° C, a 20°C. O equilíbrio térmico se estabelece a 60°C. Qual seria a temperatura de equilíbrio se a substância que já estava no recipiente tivesse 3 quilos de massa?
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X = 54,29 [ºC]
Primeiramente sabemos que o calor recebido pela substância pela a barra metálica é o mesmo que a barra metálica forneceu, respeitando assim a primeira lei da calorimetria.
Q = m . c . T
Q = 2000 . 2 . (60 - 20)
Q = 160 000 [cal]
Para a barra metálica temos:
Q = C . T
160 000 = C . (60 - 80)
C = 8000 [cal/g]
Caso tivéssemos 3 kg da mesma substância a primeira lei continua a mesma o somatório de calor é igual a 0.
Qs + Qb = 0
3000 . 2 . (X - 20) + 8000 . (X - 80) = 0
6000.(X-20) + 8000.(X - 80) = 0
6000.X - 120 000 + 8000.X - 640 000 = 0
14000.X = 760 000
X = 54,29 [ºC]
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