Em frasco com capacidade térmica
contém 20 g de água a 0 C . O frasco e a água estão em equilíbrio térmico inicialmente. Em seu interior é colocado 50 g de alumínio a 80 C . Qual é a temperatura de equilíbrio? Dados
. RESP:
.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: temos um frasco calorimétrico de capacidade térmica
contendo
de água a
. A água e o frasco estão inicialmente em equilíbrio a
. Aí a gente coloca dentro desse frasco
de alumínio a
. Queremos achar a temperatura de equilíbrio final
.
Conteúdo: calorimetria (conservação de energia térmica).
O que vamos usar:
Conteúdo: calorimetria (conservação de energia térmica).
O que vamos usar:
- Princípio da conservação de energia (o calor perdido pelo alumínio vai para a água + frasco).
- Fórmula do calor trocado:
para substâncias e para o frasco.
Passo 2
Aplicando a ideia de “energia não some”:
Aqui:
- O alumínio esfria, então
. - A água e o frasco aquecem, então
e .
Em detalhe:
- Para o alumínio:
Como , esse vai ficar negativo (perda de calor). - Para a água:
- Para o frasco:
Passo 3
Vamos montar a equação
:
Substituindo valores:
Isso dá:
Resposta
A temperatura de equilíbrio é aproximadamente
.