(UNIMEP-SP) Em um calorímetro de capacidade térmica
, contendo 200 g de água a
, coloca-se um bloco de alumínio de
. Sabendo-se que o calor especffico da água é
e o calor específico do alumínio é
, determine a temperatura final de equilíbrio do sistema.
Passo 1
Então, galera, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente tem um calorímetro com capacidade térmica de
que já contém 200 g de água a
. Aí, colocamos um bloco de alumínio de 500 g a
. A gente sabe os calores específicos da água (
) e do alumínio (
). A missão é descobrir qual será a temperatura final de equilíbrio desse sistema todo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa equilíbrio térmico. Basicamente, quando dois ou mais corpos estão em contato térmico, eles trocam calor até que todos atinjam a mesma temperatura. Nesse caso, a água, o alumínio e o próprio calorímetro vão atingir uma temperatura final igual.
Passo 3
A gente precisa calcular a quantidade de calor que cada componente vai ganhar ou perder para chegar nessa temperatura final. A fórmula que usamos para isso é:
Onde:
-
é o calor trocado, -
é a massa, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Passo 4
Vamos considerar que a temperatura final é
. Então, vamos calcular o calor que a água, o alumínio e o calorímetro vão ganhar ou perder para chegar a
.
Passo 5
Para a água:
Passo 6
Para o alumínio:
Passo 7
Para o calorímetro:
Passo 8
No equilíbrio térmico, o calor ganho é igual ao calor perdido. Então, a soma de todos os calores deve ser zero:
Passo 9
Vamos resolver a equação:
Passo 10
Arredondando para o número inteiro mais próximo, a temperatura final de equilíbrio é aproximadamente
.
Resposta
A temperatura final de equilíbrio do sistema é aproximadamente
.