Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram misturados 200 g de água, inicialmente a 20 ^circ C, e 400 g de ouro, inicialmente a 80^circ C. Sabendo que os calores específicos da água e do ouro são, respectivamente, 1 cal / g^circ C e 0,03 cal / g^circ C. Determine a temperatura final aproximada da mistura. Use Q agua +Q ouro =0 RESP: T equilibrio =23,4^circ C

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz: num calorímetro ideal (sem capacidade térmica), misturamos 200 g de água a 20 °C com 400 g de ouro a 80 °C. Os calores específicos são 1 cal/g·°C (água) e 0,03 cal/g·°C (ouro). Perguntam qual a temperatura de equilíbrio da mistura, sabendo que á.
Conteúdo: calorimetria e conservação de energia térmica.
O que vamos usar:
  • Fórmula de calor:
  • Princípio da conservação: soma dos calores trocados é zero (no sistema isolado).

Passo 2

Primeiro, escrevemos o calor recebido pela água e o calor cedido pelo ouro.
  • Para a água: Qágua = mágua,cágua,(Tf - Ti,água) = 200 times 1 times (T - 20) áááá
  • Para o ouro: Qouro = mouro,couro,(Tf - Ti,ouro) = 400 times 0.03 times (T - 80)
Como o sistema é isolado, temos
Qágua + Qouro = 0 á

Passo 3

Substituindo:
200,(T - 20) + 400 times 0.03,(T - 80) = 0 Longrightarrow 200T - 4000 + 12T - 960 = 0 Longrightarrow 212T = 4960 Longrightarrow T = 4960212 approx 23,4 ^circC

Resposta

A temperatura de equilíbrio da mistura é aproximadamente .

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