Um corpo de massa 200 g a , feito de um material desconhecido, é mergulhado em 50 g de água a . O equilíbrio térmico se estabelece a . Sendo o calor específico da água, e admitindo só haver trocas de calor entre o corpo e a água, determine o calor específico do material desconhecido.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: a gente tem um corpinho de massa 200 g, temperatura inicial de 50 °C, feito de um material misterioso. Ele vai pra dentro de 50 g de água que tá a 90 °C. No final, tudo se estabiliza em 60 °C. Sabendo que a água tem calor específico de 1 cal/g·°C e só rola troca de calor entre o corpo e a água, a gente tem que descobrir o calor específico do material desconhecido.
Conteúdo: calorimetria e conservação de energia (princípio de que o calor perdido por um fica igual ao ganho pelo outro). A gente vai precisar usar a fórmula
e montar a equação de equilíbrio térmico.
Passo 2
Teoria rápida: quando dois corpos trocam calor sem perder pra fora, o que um perde é igual ao que o outro ganha. Ou seja,
mas, pra ficar mais intuitivo, dizemos
Aqui é calor, é massa, é calor específico e .
Passo 3
Calor perdido pela água:
Massa da água g
cal/g·°C
°C
Então
O sinal negativo indica que a água perdeu calor. Em módulo, ela perdeu 1500 cal.
Passo 4
Calor ganho pelo corpo:
Massa do corpo g
Calor específico (é o que queremos)
°C
Então
Passo 5
Agora, pelo equilíbrio térmico:
ou seja 1500 = 2000,c Longrightarrow c = 15002000 = 0,75 rm cal/gcdot °C
Resposta
O calor específico do material desconhecido é 0,75 cal/gcdot °C.