Um lingote de cobre de massa 75 g é aquecido em um forno de laboratório até a temperatura de 312
. Supondo que o lingote é colocado em um béquer de alumínio de massa 85 g contendo 300 g de água a
. Supondo que 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 equilibrio térmico é atingido.
Passo 1
O enunciado nos dá um lingote de cobre de massa
aquecido a
, um béquer de alumínio de massa
contendo água de massa
, ambos inicialmente a
. O sistema é isolado e não há vaporização da água. O conteúdo é calorimetria: vamos usar a conservação da energia térmica para achar a temperatura de equilíbrio
.
Passo 2
Em um sistema isolado, a soma dos calores trocados é zero:
O cobre cede calor (
) e a água e o alumínio absorvem calor (
,
).
Passo 3
O calor trocado por cada corpo é
Logo:
com
,
e
.
Passo 4
Substituindo as massas e capacidades na equação de conservação:
Isto dá
Passo 5
Expandindo e somando os termos em
:
Resposta
A temperatura final de equilíbrio é aproximadamente
.