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Tem-se um calorímetro de capacidade térmica de 10 cal/°c, com 200g de água, a 20°C. Intreduz-se um pedaço de ferre (c=0,1 cal/g. °c) de massa nesse 400g, a 300°C. Determine a temperatura de equilíbrio térmico. DADO: C água - 1 col/g°C

Sagot :

Dalmofisicaidn

Resposta: θ = 64,8 °C

Explicação: Olá, tudo bem?

Essa é uma questão bem clássica de equilibro térmico, envolvendo calorímetro com capacidade térmica não desprezível.

Para resolver usaremos a expressão:

Q(calorímetro) + Q(água) + Q(ferro) = 0

Q(calorímetro) = C.Δθ (onde C = capacidade térmica)

Q(água) = m.c.Δθ

Q(ferro) = m.c.Δθ

C calorímetro = 10cal/°C

θo(calorímetro)  = 20° (igual á temperatura da água)

m (ferro) = 400g

c (ferro) = 0,1 cal/g°C

θo(ferro) = 300°C

m (água) = 200g

c (água) = 1 cal/g°C

θo (água) = 20°C

________________________________________________________

Q(calorímetro) + Q(água) + Q(ferro) = 0

10.(θ-20) + 200.1.(θ-20) + 400.0,1.(θ-300) = 0

10θ - 200 + 200θ-4000 + 40(θ-300) = 0

10θ - 200 + 200θ-4000 + 40θ -12000 = 0

250θ -16200 = 0

250θ = 16200

θ = 64,8 °C

Lembrete: A temperatura de equilíbrio sempre deve ser maior que a menor temperatura envolvida e menor que a maior temperatura envolvida.

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