No interior de um calorímetro de capacidade térmica 6 cal / ^circ C encontram-se 85 g de um líquido a 18^circ C. Um bloco de cobre de massa 120 g e calor específico 0,094 cal / g^circ C, aquecido a 100^circ C, é colocado dentro do calorímetro. O equilíbrio térmico se estabelece a 42^circ C. Determine o calor específico do líquido. Resp: approx 0,25 cal / g^circ C

Passo 1

O enunciado trata de um problema de calorimetria: num calorímetro de capacidade térmica 6 cal/^circC 85 g de um líquido a 18^circC. Um bloco de cobre de massa 120 g e calor específico 0,094 cal/( g,^circC), inicialmente a 100^circC, é colocado no calorímetro. Após atingir o equilíbrio térmico a 42^circC, pede-se o calor específico do líquido. Vamos usar o princípio da conservação de energia e a fórmula do calor sensível,
Q = m,c,De<a T

Passo 2

Definimos as temperaturas iniciais e final:
– Temperatura inicial do cobre ,Ti,Cu=100^circC.
– Temperatura inicial do líquido e do calorímetro ,Ti,liq=Ti,cal=18^circC.
– Temperatura final de equilíbrio ,Tf=42^circC.
Chamemos de cliq o calor específico do líquido (em cal/( g,^circC)).

Passo 3

Pela conservação de energia, o calor perdido pelo cobre é igual ao calor ganho pelo líquido mais o calor ganho pelo calorímetro:
Qperdido,Cu = Qganho,liq + Qganho,cal

Passo 4

Escrevemos cada termo:
– Calor perdido pelo cobre:
Qperdido,Cu = mCu;cCu;(Ti,Cu-Tf) = 120cdot0,094cdot(100-42)
– Calor ganho pelo líquido:
Qganho,liq = mliq;cliq;(Tf - Ti,liq) = 85;cliq;(42-18)
– Calor ganho pelo calorímetro (capacidade térmica Ccal=6 cal/^circC):
Qganho,cal = Ccal;(Tf - Ti,cal) = 6;(42-18)

Passo 5

Calculamos numericamente cada parte:
Qperdido,Cu =120cdot0,094cdot58 =11,28cdot58 =654,24 cal,
Qganho,cal =6cdot24 =144 cal
Substituindo no balanço:
654,24 = 85,cliqcdot24 + 144 Longrightarrow 85cdot24,cliq = 654,24 -144 =510,24
2040,cliq =510,24 Longrightarrow cliq = 510,242040approx0,25 cal/( g,^circC)

Resposta

O calor específico do líquido é aproximadamente
cliqapprox0,25 cal/( g,^circC)

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