Num calorímetro de capacidade térmica
a
são colocados 100 g de água a
. Qual será a temperatura de equilíbrio térmico? Dado:
.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que temos um calorímetro com capacidade térmica C=2,0 cal/°C inicialmente a T₀=5,0 °C, e dentro dele colocamos m=100 g de água a 30 °C. A gente quer achar a temperatura de equilíbrio T.
Conteúdo: calorimetria (troca de calor sem perda pro ambiente).
O que vamos precisar:
Conteúdo: calorimetria (troca de calor sem perda pro ambiente).
O que vamos precisar:
- Calor específico da água c=1,0 cal/(g·°C)
- Capacidade térmica do calorímetro C
- Princípio da conservação de energia (Q ganho + Q perdido = 0)
Passo 2
Teoria na prática: quando a água resfria de 30 °C até T, ela solta calor, e o calorímetro que está mais frio (5 °C até T) absorve esse calor. Pelo zero-heat:
Onde
Repara que, como a água esfria,
Passo 3
Agora é montar a equação e resolver pra T:
Abre parênteses:
Resposta
A temperatura de equilíbrio térmico é aproximadamente 29,5 °C.