Um lingote de prata de massa
é aquecido em um forno de laboratório até a temperatura
. Em seguida, o lingote é colocado em um béquer de vidro contendo uma massa
de água. A capacidade térmica
dơ béquer é
. A temperatura inicial da água e do béquer é
. Supondo que o lingote, o béquer e a água são um sistema isolado e que a água não é vaporizada, determine: (Dados:
)
Passo 1
Resumindo o enunciado: um lingote de prata de massa
,g com capacidade térmica específica
,cal/(
) está a
e é colocado num béquer de vidro contendo
,g de água a
. A capacidade térmica do béquer é
,cal/K. O sistema (prata + água + béquer) é isolado e não há vaporização de água. Vamos usar a conservação de energia (calor perdido = calor ganho) para achar a temperatura de equilíbrio
.
Passo 2
Expressamos o calor trocado por cada componente:
- Calor perdido pela prata:
- Calor ganho pela água:
- Calor ganho pelo béquer:
Passo 3
Pela conservação de energia:
Substituindo as expressões:
Passo 4
Calculando os coeficientes numéricos:
A equação fica
Resolvendo:
Resposta
A temperatura de equilíbrio é aproximadamente
.