Calcule a temperatura de equilíbrio quando um pedaço de alumínio de 1 kg , a
, é colocado em um calorímetro de capacidade calorífica desprezível com 2 L de água a
.
Dados:
Dados:
Passo 1
Beleza, o que temos aqui? A gente colocou um pedaço de alumínio (1 kg) a 0 °C dentro de 2 L de água a 50 °C, num calorímetro que não “come” calor (capacidade desprezível). O lance é achar a temperatura de equilíbrio
desse sistema.
Conteúdo: calorimetria e equilíbrio térmico.
O que vamos precisar:
Conteúdo: calorimetria e equilíbrio térmico.
O que vamos precisar:
- Massas e capacidades térmicas (específicas) do alumínio e da água.
- A ideia de que o calor perdido pela água é igual ao calor ganho pelo alumínio.
- Montar a equação
e resolver pra .
Passo 2
Definindo as variáveis:
-
-
-
-
Volume de água
, ou seja (1 L de água ≃ 1 kg) -
-
-
é a temperatura de equilíbrio que queremos achar.
Passo 3
Aplicando conservação de energia: o alumínio ganha calor
e a água perde calor
. Como o calor total é zero:
Sabendo que
, temos:
Passo 4
Agora é só organizar e resolver pra
:
Passo 5
Substituindo números:
Logo
Resposta
A temperatura de equilíbrio é aproximadamente
.