Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal / ^circ C, inicialmente a 10^circ C, são colocados 200 g de um líquido de calor específico 0,40 cal / g^circ C. Verifica-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 50^circ C. Determine a temperatura inicial do líquido. Resp: 54^circ C

Passo 1

O enunciado descreve um calorímetro com capacidade térmica C=8,0 cal/^circC inicialmente a Tcal,i=10^circC. Introduzimos nele m=200 g de um líquido de calor específico c=0,40 cal/g^circC, cuja temperatura inicial Tliq,i é desconhecida. O sistema atinge equilíbrio em Tf=50^circC. Vamos usar conservação de energia (calor cedido pelo líquido = calor absorvido pelo calorímetro).

Passo 2

A variação de calor do líquido, que resfria de Tliq,i até Tf, é dada por
Qliq = m,c,(Tliq,i - Tf)
A variação de calor do calorímetro, que aquece de Tcal,i até Tf, é
Qcal = C,(Tf - Tcal,i)

Passo 3

Pela conservação de energia, desprezando trocas com o ambiente, temos
Qliq = Qcal
Substituindo os valores:
200cdot0,40,(Tliq,i-50) ;=; 8,0,(50-10)

Passo 4

Calculando os coeficientes numéricos:
200cdot0,40 = 80, 50-10 = 40, 8,0cdot40 = 320
Então a equação fica
80,(Tliq,i-50) = 320 Longrightarrow Tliq,i-50 = 4 Longrightarrow Tliq,i = 54^circC

Resposta

A temperatura inicial do líquido é 54^circC.

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