Um bloco de 300 g de chumbo a
é depositado em um frasco adiabático contendo 1 L de água a 80 C . Determine a temperatura de equilíbrio do sistema. Dados
. RESP: 79,5C.
Passo 1
O enunciado diz que temos um bloco de chumbo de 300 g a 25 °C sendo colocado num frasco adiabático com 1 L de água a 80 °C. A gente quer a temperatura de equilíbrio final.
Conteúdo: calorimetria (troca de calor) e conservação de energia em sistema adiabático (sem perda para o ambiente).
O que vamos usar:
Conteúdo: calorimetria (troca de calor) e conservação de energia em sistema adiabático (sem perda para o ambiente).
O que vamos usar:
- Q = m·c·ΔT, onde Q é o calor trocado, m a massa, c o calor específico e ΔT = T_final - T_inicial.
- Num processo adiabático, Q_total = 0 (o que um perde, o outro ganha).
Passo 2
Como é adiabático, a soma dos calores trocados pela água e pelo chumbo vale zero:
Explicando:
- Q_água vai ser negativo (água esfria).
- Q_chumbo vai ser positivo (chumbo aquece).
Passo 3
Calculando massas:
- Água: 1 L = 1000 g.
- Chumbo: 300 g.
O ΔT de cada um é
, onde
é a temperatura de equilíbrio (o que buscamos).
Passo 4
Agora montamos a equação com Q = m·c·ΔT:
Substituindo valores:
Passo a passo:
-
-
Então:
Passo 5
Isolando
:
Resposta
A temperatura de equilíbrio é aproximadamente
.