Fez-se uma cavidade em um grande bloco de gelo a 0^circ C e no seu interior colocou-se um corpo sólido de massa 16 g a 100^circ C. Estando o sistema isolado termicamente do meio exterior, verificou-se após o equilíbrio térmico, que se formaram 2,5 g de água líquida. Determine o calor específico do material que constitui o corpo. É dado o calor latente de fusão do gelo: 80 cal / g. Resp: 0,125 cal / g^0 C

Passo 1

O enunciado trata de um problema de calorimetria: temos um corpo sólido de massa 16 g inicialmente a 100^circC colocado numa cavidade de gelo a 0^circC. O sistema é termicamente isolado e, no equilíbrio, observa-se que 2,5 g de gelo fundiram, formando água líquida a 0^circC. Queremos determinar o calor específico c do material do corpo usando conservação de energia e calor latente de fusão.

Passo 2

Como há ainda gelo e água a 0^circC no equilíbrio, a temperatura final do corpo será também Tf=0^circC. Logo, o corpo esfriou de 100^circC até 0^circC.

Passo 3

Calculemos o calor cedido pelo corpo ao esfriar de 100^circC a 0^circC. Pela definição de calor sensível,
Qcedido = msólido;c;(Ti - Tf) = 16;c;(100 - 0) = 1600,c (em cal) ó

Passo 4

Calculemos o calor absorvido pelo gelo para fundir 2,5 g. Usando o calor latente de fusão Lf=80 cal/g,
Qabsorvido = mfundido;Lf = 2,5 times 80 = 200 (em cal)

Passo 5

Pela conservação de energia (sistema isolado), o calor cedido pelo corpo iguala o calor absorvido pelo gelo:
1600,c = 200

Passo 6

Isolando c,
c = 2001600 = 0,125 cal/gcdot^circC

Resposta

O calor específico do material é 0,125 cal/g cdotcircC.

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