Um lingote de cobre de massa
é aquecido em um forno de laboratório até a temperatura de
. Em seguida, o lingote é colocado em um béquer de vidro uma massa de 200 g de água. A capacidade térmica do béquer é de
. A temperatura inicial da água e do béquer é de
. Supondo o lingote, o béquer e a
água são um sistema isolado e que a água não é vaporizada, determine a temperatura final do sistema quando o equilíbrio térmico é atingido. (Resposta:
)
água são um sistema isolado e que a água não é vaporizada, determine a temperatura final do sistema quando o equilíbrio térmico é atingido. (Resposta:
Passo 1
O enunciado dá um lingote de cobre de massa
,g a
, que é mergulhado em
,g de água e em um béquer de capacidade térmica
,cal/K, ambos inicialmente a
. O sistema é isolado e não há vaporização. Nosso objetivo é achar a temperatura de equilíbrio
. O conteúdo usado é calorimetria e conservação de energia térmica.
Passo 2
Pelo princípio da conservação de energia, o calor cedido pelo cobre é igual ao calor absorvido pela água e pelo béquer:
Passo 3
Substituindo os valores
,cal/
e
,cal/
, temos
Isto é,
Passo 4
Distribuindo e isolando
:
Resposta
A temperatura de equilíbrio é aproximadamente
.