Calorímetros são recipientes termicamente isolados utilizados para estudar a troca de calor entre corpos. Em um calorímetro, em equilíbrio térmico com uma amostra de 100 g de água a
, é colocado mais 60 g de água a
. Sabendo que or atinge uma temperatura de equilíbrio igual a
, qual a capacidade térmica, em
, deste calorímetro? Dado: calor específico da água
.
Passo 1
O enunciado envolve um calorímetro inicialmente em equilíbrio com
de água a
. Em seguida adiciona-se
de água a
e o sistema atinge
. Queremos achar a capacidade térmica
do calorímetro (em
). O conteúdo usado aqui é calorimetria: calor específico, capacidade térmica e balanço de energia.
Passo 2
Em calorimetria, a soma algébrica dos calores trocados deve ser zero:
Adotamos
para ganho de calor e
para perda.
Passo 3
A água quente (massa
,
) esfria de
para
:
Passo 4
A água fria (massa
) aquece de
para
:
Passo 5
O calorímetro, inicialmente a
, aquece até
. Se a capacidade térmica é
, então
Passo 6
Agora fazemos o balanço:
Resposta
A capacidade térmica do calorímetro é
.