3.11 Um pedaço de
de ferro à temperatura de
é colocado em contato com um pedaço de
de ouro à temperatura de
.
(a) Assumindo que não há perda de calor pelo sistema combinado, calcular a temperatura final. (b) Quanto calor ganha o ferro? (c) Quanto calor perde o ouro?
(a) Assumindo que não há perda de calor pelo sistema combinado, calcular a temperatura final. (b) Quanto calor ganha o ferro? (c) Quanto calor perde o ouro?
Passo 1
O enunciado dá um pedaço de ferro de massa
a
e um pedaço de ouro de massa
a
. Como não há perda de calor para o ambiente, podemos aplicar conservação de energia térmica no sistema isolado e usar as capacidades térmicas específicas:
e .
e .
Passo 2
Em calorimetria, o calor trocado por cada corpo é
e a conservação de energia exige
Substituindo, obtemos
Agrupando em
:
logo
Passo 3
Calculando os termos numéricos:
Portanto
Passo 4
O calor ganho pelo ferro é
Passo 5
O calor perdido pelo ouro é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)