Um calorímetro em equilíbrio térmico com o ambiente a 25 ^circ C de recebe 30 g de água (cH2 O=1 cal / g^circ C) a 50^circ C. Espera-se até que a água e o calorímetro entrem em equlíbrio térmico a 40^circ C. Determine a capacidade térmica do caloímetro.

Passo 1

Beleza, então o enunciado é esse: temos um calorímetro (tipo um recipiente que mede trocas de calor) que estava a 25 °C. A gente joga dentro 30 g de água (com ) que está a 50 °C. Depois de um tempinho, tudo (água + calorímetro) fica junto a 40 °C. A questão é: qual é a capacidade térmica do calorímetro?
Conteúdo: calorimetria e conservação de energia térmica. Vamos usar as fórmulas de calor sensível e o princípio de que “o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro”.

Passo 2

O que é calor sensível? É a quantidade de calor trocada quando um corpo muda de temperatura sem mudar de fase. A fórmula básica é:
Q = m,c,De
onde
  • Qcalorímetro = C,De é a massa (em g),
  • é o calor específico (em cal/g °C),
  • .
Já a capacidade térmica de um corpo (ou calorímetro) relaciona o calor trocado com sua variação de temperatura assim:
íí

Passo 3

Vamos calcular o calor perdido pela água:
  • Massa Qágua = m,c,De g,
  • ,
  • á.
Logo:
á
O sinal negativo mostra que a água perdeu 300 cal.

Passo 4

Esse calor perdido pela água foi completamente absorvido pelo calorímetro (assumindo que não fugiu para o ambiente). Para o calorímetro:
  • 300 = C times 15 Longrightarrow C = 30015 = 20;cal/^circC ,
  • í.
Aplicando :

Resposta

A capacidade térmica do calorímetro é .

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