Um pequeno cilindro de alumínio de massa 50 g está colocado numa estufa. Num certo instante, tira-se o cilindro da estufa e, rapidamente, joga-se dentro de uma garrafa térmica que contém 330 gramas de água. Observa-se que a temperatura dentro da garrafa eleva-se de
para
. Sendo
a capacidade térmica da garrafa, determine a temperatura da estufa no instante em que o cilindro foi retirado. O calor específico do alumínio é
e o da águaé
.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que a gente tirou um cilindro de alumínio quentinho de uma estufa (massa de 50 g) e jogou numa garrafa térmica com 330 g de água. A temperatura da água subiu de 19 °C pra 20 °C. A garrafa também troca calor (capacidade térmica de 1,0 cal/°C). Precisamos descobrir a temperatura que o cilindro tinha na estufa.
Conteúdo: calorimetria básica – conservação de energia na troca de calor, fórmula e calor cedido = calor absorvido.
Conteúdo: calorimetria básica – conservação de energia na troca de calor, fórmula
Passo 2
Teoria rápida: quando o cilindro entra, ele “perde” calor e a água+garrafa “ganham” esse calor. Na prática:
ou seja
Passo 3
Calor absorvido pela água e pela garrafa:
- Água:
.Qganho = 330times1times1 + 1,0times1 = 330 + 1 = 331 cal á á á - Garrafa:
.
Somando:
Passo 4
Calor perdido pelo cilindro de alumínio:
Como isso tem que igualar 331 cal:
Resposta
A temperatura da estufa, no instante da retirada do cilindro, era aproximadamente 50,1 °C.