Uma barra de cobre de massa igual a 200 g e a uma temperatura de 230^circ C é mergulhada dentro de um recipiente que contém 200 g de água, inicialmente a 20^circ C. O recipiente e a água estão em equilíbrio térmico inicialmente. em Sabendo que a temperatura do equilíbrio térmico é de 30^circ C, determine a capacidade térmica do recipiente que contém a água em cal/ ^circ C. Considere o calor específico do cobre c=0,09 calg^circ C RESP: 160 cal / ^circ C

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem um problemão de Calorimetria:
Uma barra de cobre (200 g a 230 °C) cai numa água (200 g a 20 °C) dentro de um recipiente qualquer, e tudo acaba em equilíbrio a 30 °C. Queremos descobrir a capacidade térmica do recipiente (ou seja, quanto calor ele “cobra” pra subir 1 °C).
Pra resolver isso, vamos usar:
  • A ideia de conservação de energia (o calor perdido pelo cobre vai para a água + recipiente).
  • A fórmula do calor trocado:
  • Saber que a capacidade térmica do recipiente, , relaciona-se a .

Passo 2

Calcular o calor perdido pelo cobre:
Teoria rápida: a cada grau que o cobre esfria, ele solta Qrm Cu = 200cdot0,09cdot200 = 3600;cal calor.
Substituindo:
,
,
.
Logo

Passo 3

Calcular o calor ganho pela água:
Teoria rápida: água ganha calor de acordo com Qrm H2O = 200cdot1cdot10 = 2000;cal .
Com , , :

Passo 4

Agora junta tudo na conservação de energia:
O calor que o cobre perdeu vai pra água + recipiente:
Qrm Cu = Qrm H2O + Qrm rec
E o calor no recipiente é 3600 = 2000 + Crm reccdot10 Longrightarrow Crm reccdot10 = 3600-2000 = 1600 Longrightarrow Crm rec = 160010 = 160;cal/^circC , sendo .
Então

Resposta

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