1- Mostre que a massa equivalente em água "
" que representa a capacidade de isolamento térmico de um calorímetro real é calculada através da equação abaixo. Os parâmetros (que DEVEM ser utilizados) envolvidos são: "
" e "
" que representam as massas das substâncias quente e fria, "
" e "
" denotam os calores específicos das mesmas substâncias, "
" e "
" as temperaturas iniciais quente e fria dessas substâncias e "
" significa a temperatura de equilíbrio após contato mútuo das substâncias dentro do calorímetro.
A priori, temos a equação que relaciona o calor específico como sendo essa abaixo, equação que já foi vista pela gente em nossa prática que tratou do assunto. Partindo dela e trocando as incógnitas pelas variáveis fornecidas na questão, faremos a demostração. Vale ressaltar, conforme foi visto em nossas práticas, que o calor
emitido é igual ao calor
recebido. Sendo assim, nota-se a presença da massa equivalente em água (meq) e colocaremos ela em função dos demais parâmetros. Nesse âmbito, sabendo-se disso, faremos a demonstração da equação supracitada:
Solução:
Logo,
Solução:
Passo 1
O enunciado pede para mostrar que a “massa equivalente em água”
, que representa o efeito calorímetro, satisfaz
O conteúdo é conservação de energia térmica em troca de calor entre a substância quente, a fria e o calorímetro. Vamos usar a fórmula
(trocando
por
conforme o enunciado) e impor
.
Passo 2
Calor perdido pela massa quente:
Calor absorvido pela massa fria mais o calorímetro (equivalente a
de água):
Pela conservação de energia,
Passo 3
Expandindo o lado direito e isolando o termo com
:
Então
Passo 4
Basta dividir ambos os lados por
para obter