Uma moeda de cobre de 7,3 g está a uma temperatura de 18,8 oC. Esta moeda é colocada em 10,0 g de água a uma temperatura de 54,0 oC. Qual é a temperatura final da moeda?
Soluções para a tarefa
Tf = 51,7ºC
De acordo com o Princípio geral das trocas de calor, se dois ou mais corpos trocam calor entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula.
Qa + Qb + Qc +... = 0
A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Q = m . c . ΔT
Sendo:
Q: quantidade de calor sensível (J ou cal)
m: massa do corpo (kg ou g)
c: calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT: variação de temperatura (ºC), ou seja, a temperatura final menos a temperatura inicial
Sabendo que o calor específico do cobre é de 0,094 cal/gºC e o da água é de 1,0 cal/gºC, no equilíbrio térmico, temos:
Q₁ + Q₂ = 0
m . c . ΔT + m . c . ΔT = 0
7,3 . 0,094 . (Tf-18,8) + 10 . 1 . (Tf-54) = 0
0,6862Tf - 12,9 + 10Tf - 540 = 0
10,6862Tf = 552,9
Tf = 51,7ºC