3.12 Um anel de ouro à temperatura do corpo (isto é,
) é imerso em
de água a
. Se a temperatura final é
, qual é a massa do anel? (Assuma que não há perda ou ganho de calor pelo sistema combinado.)
Passo 1
O enunciado diz que um anel de ouro a
é mergulhado em
de água a
e, após equilíbrio, ambos chegam a
. Queremos achar a massa do anel. O conteúdo usado é calorimetria: em um sistema isolado, o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho pelo outro.
Passo 2
Escrevemos a conservação de energia térmica:
onde cada calor é dado por
Passo 3
Calculamos o calor ganho pela água. A variação de temperatura da água é
Usando
e
,
Passo 4
Calculamos o calor perdido pelo ouro. A variação de temperatura do ouro é
Se
for a massa do anel e
, então
Passo 5
Impondo
, temos
Resposta
A massa do anel de ouro é aproximadamente
.