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c) Um calorímetro de capacidade térmica igual a 50 cal/oC contém 300 g de água a 20 oC. É introduzido no calorímetro um bloco de cobre com 20 g a 80 oC. Determine a temperatura final de equilíbrio térmico. Dados: cCu = 0,092 cal/goC; cH2O = 1 cal/goC.

Sagot :

LouiseSG

A temperatura final do equilíbrio é de aproximadamente 22ºC.

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

Dessa forma, vamos calcular:

Qagua + Qbloco = 0

m₁ . c₁ . ΔT₁ + m₂ . c₂ . ΔT₂ = 0

Devemos lembrar que a capacidade térmica é dada por:

C = m . c

Logo:

C . ΔT + m . c . ΔT= 0

50 . 1 . (T-20) + 20 . 0,092 . (T-80) = 0

50T - 1000 + 1,84T - 147,2 = 0

51,84T = 1147,2

T = 22,13°C

Resposta:

T = 20,31°C

Explicação:

c)  A temperatura final do equilíbrio é de aproximadamente 20.31°C.

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

Dessa forma, vamos calcular:

Qcalorimetro + Qagua + Qbloco = 0

C. ΔT + m₁ . c₁ . ΔT₁ + m₂ . c₂ . ΔT₂ = 0

Devemos lembrar que a capacidade térmica é dada por:

C = m . c

Logo:

C . ΔT + m1 . c1 . ΔT1+ m2 . c2 . ΔT2= 0

50 * (T-20) + 300 * 1 * (T-20) + 20 * 0,092 * (T-80) = 0

50T - 1000 + 300T – 6000 + 1,84T - 147,2 = 0

351,84T = 7147,2

T = 7147,2/351.84

T = 20,31°C

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