Quanto de calor, em joules e em calorias, tem que ser removido de 1,75 mol de água para que sua temperatura diminua de 25,0 . p^ ard 15,0^circ C ?
Quantos gramas de água podem ser aquecidos de 25,0^circ C para 35,0^circ C através do calor liberado de 85,0 g de ferro que resfriam de 85,0^circ C para 30,0^circ C ?

Passo 1

Beleza, então o exercício é sobre calorimetria (aquela parte de Física que estuda como o calor entra e sai dos corpos). A gente tem duas perguntinhas:
  1. Quanto de calor (em joules e em calorias) precisa ser removido de 1,75 mol de água pra ela cair de 25,0 °C pra 15,0 °C?
  2. Quantos gramas de água a gente consegue aquecer de 25,0 °C pra 35,0 °C usando o calor que sai de 85,0 g de ferro resfriando de 85,0 °C pra 30,0 °C?
O que vamos precisar:
  • Fórmula básica de calor: Q = m , c , De
  • Calor específico da água: crm H2O = 4,18;J/(gcdot °C) ou 1;cal/(gcdot °C)
  • Calor específico do ferro: crm Fe = 0,449;J/(gcdot °C)
    - Converter mols de água pra gramas (MM H₂O = 18,015 g/mol)
    - Ficar de olho no sinal de ΔT e no fato de que calor removido é negativo

Passo 2

Primeiro, vamos achar a massa de água que queremos resfriar:
m = n times MM = 1,75;moltimes 18,015;g/mol = 31,53;g

Passo 3

Agora calculamos o calor removido usando Q = m,c,De, onde De. Então:
Q = 31,53;gtimes 4,18;J/(gcdot°C)times(-10,0,°C) approx -1,32times10^3;J
O sinal “–” indica que o calor está saindo da água (ou seja, foi removido).

Passo 4

Pra converter pra calorias, usamos 1;cal = 4,184;J:
Qrm cal = 1,32times10^3;J4,184;J/cal approx 315;cal
De novo, é calor “removido”, então podemos dizer 315 cal saindo da água.

Passo 5

Agora a parte do ferro: ele vai liberar calor ao esfriar. Calculamos
De
e
Qrm Fe = m,c,De
Ou seja, o ferro libera 2,10 kJ de calor.

Passo 6

Esse calor liberado pelo ferro vai ser absorvido pela água pra aquecê-la de 25,0 °C pra 35,0 °C. Chama ΔT da água de +10 °C e usa:
Qrm Feliberado + Qrm H2Oabsorvido = 0 Longrightarrow Qrm H2O = -Qrm Fe = +2,10times10^3;J
Daí, pra achar a massa de água aquecida:
m = Qc;De

Resposta

  • Calor removido da água (25,0→15,0 °C):
    • ≈1,32×10^3 J (≈315 cal)
  • Massa de água aquecida (25,0→35,0 °C) com o calor do ferro (85→30 °C):
    • ≈50,2 g

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