Num calorímetro de capacidade térmica
a
são colocados 100 g de água a
. Qual será a temperatura de equilíbrio térmico?
Dado:
.
Dado:
Passo 1
O enunciado diz que temos um calorímetro com capacidade térmica
, inicialmente a
. Nele colocamos
de água a
. Queremos a temperatura de equilíbrio.
Matéria envolvida: equilíbrio térmico e calorimetria (calor sensível).
O que vamos usar:
Matéria envolvida: equilíbrio térmico e calorimetria (calor sensível).
O que vamos usar:
- Princípio de conservação de energia (calor perdido = calor ganho).
- Fórmulas de calor sensível:
. - Capacidade térmica do calorímetro:
.
Passo 2
Quando dois corpos (ou sistemas) trocam calor sem perder nada para o ambiente, o calor que um perde é exatamente o calor que o outro ganha. Aqui o “quente” é a água a
e o “frio” é o calorímetro a
. Então:
Passo 3
Calor perdido pela água:
Como a água esfria,
, então esse
fica negativo — faz sentido, é calor perdido.
Calor ganho pelo calorímetro:
Nesse caso
, então
.
Passo 4
Igualando
:
Vamos resolver:
- Distribui:
. - Agrupa termos em
: . - Logo
. -
.
Resposta
A temperatura de equilíbrio térmico é aproximadamente
.