(U. Mackenzie-SP) Um calorímetro de capacidade térmica
contém 110 g de água (calor específico
)
. A massa de alumínio (calor específico
) a
que devemos colocar nesse calorímetro para esfriar a água a
é:
a) 200 g
b) 180 g
c) 150 g
(d) 125 g
e) 75 g
a) 200 g
b) 180 g
c) 150 g
(d) 125 g
e) 75 g
Passo 1
Beleza, o exercício diz o seguinte: num calorímetro (capacidade térmica de 40 cal/°C) tem 110 g de água a 90 °C. A água vai esfriar até 80 °C. Queremos saber quanta massa de alumínio (inicialmente a 20 °C, calor específico 0,2 cal/g·°C) devemos colocar pra chegar direitinho a 80 °C.
Conteúdo: calorimetria, conservação de energia (calor perdido = calor ganho), calor específico e capacidade térmica.
Conteúdo: calorimetria, conservação de energia (calor perdido = calor ganho), calor específico e capacidade térmica.
Passo 2
Pelo princípio da conservação de energia, o calor que a água e o calorímetro perdem deve ser igual ao calor que o alumínio ganha:
Vamos definir:
m₁=110 g, c₁=1 cal/g·°C, ΔT₁=90–80=10 °C (água);
C_cal=40 cal/°C, ΔT_cal=10 °C;
c_Al=0,2 cal/g·°C, ΔT_Al=80–20=60 °C;
m_Al= incógnita.
Passo 3
Calor perdido pela água:
Passo 4
Calor perdido pelo calorímetro:
Passo 5
Calor ganho pelo alumínio (vai de 20 °C a 80 °C):
Passo 6
Igualando calor perdido ao ganho:
Resposta
A massa de alumínio necessária é 125 g.