Uma bola de cobre de 5 kg à
é jogada dentro de um reservatório, termicamente isolado, contendo 12 kg de água inicialmente a
. Dados:
J/g.K.
Determine a temperatura final da água e do bloco de cobre após a passagem de um longo período de tempo;
Determine a temperatura final da água e do bloco de cobre após a passagem de um longo período de tempo;
Passo 1
Beleza, o que o enunciado tá pedindo? A gente jogou um bloco de cobre de 5 kg a 75 °C dentro de 12 kg de água a 5 °C, num sistema termicamente isolado. Queremos achar a temperatura final de equilíbrio,
.
Matéria: calorimetria (conservação de energia).
O que vamos usar:
Matéria: calorimetria (conservação de energia).
O que vamos usar:
- Fórmula do calor:
- No equilíbrio, o calor perdido pelo cobre = calor ganho pela água
Passo 2
Primeiro, coloca tudo em unidades consistentes (gramas e graus Celsius/Kelvin):
- Massa do cobre:
- Massa da água:
- Calores específicos:
•
• - Temperaturas iniciais:
•
• - Temperatura final (desconhecida):
Passo 3
Escreve a conservação de energia:
calor perdido pelo cobre + calor ganho pela água = 0
Isto é,
calor perdido pelo cobre + calor ganho pela água = 0
Isto é,
onde
Repara que
, então
sai negativo (perde calor), e
positivo (ganha calor).
Passo 4
Junta tudo:
Calcula os coeficientes:
Agora distribui:
Resposta
A temperatura de equilíbrio de ambos, água e bloco de cobre, é aproximadamente 8,3 °C.