Física II ⇒ Calorimetria Tópico resolvido

[kaamiladayane]

Um sistema em equilíbrio térmico, num dado instante, é composto por um copo de alumínio, de 50 g, contendo 100 ml de leite a uma temperatura de 40 °C. Ao sistema são adicionados 11 ml de café a uma temperatura de 60 °C. Desprezando a troca de calor entre o sistema e o meio ambiente (cuja temperatura é 20 °C), assinale o que for correto.

Dados: cAl = 0,22 cal/g °C; cleite = 0,92 cal/g °C; ccafé = 1 cal/g °C; μleite = μcafé = 1 g/cm3; 1 cal = 4J.

01) O calor é definido como uma medida da agitação
térmica das partículas do corpo.

02) A capacidade térmica do copo de alumínio inde-
pende de sua massa, sendo função apenas do ma-
terial que o constitui.

04) A temperatura de equilíbrio do sistema, após o café
ser adicionado, será aproximadamente 42 °C.

08) O calor recebido pelo copo de alumínio será menor
que 90 J.

Resposta

---

soma da 15

[Planck]

Olá, kaamiladayane.

Para temperatura de equilíbrio, podemos fazer que:

[tex3]\text Q_{\text{café}} + \text Q_{\text{leite}} + \text Q_{\text{alumínio}} =0 \iff 11 \cdot 1 \cdot 4 \cdot \(\vartheta - 60 \) +50 \cdot 0,22 \cdot 4 \cdot \( \vartheta -40\) + 100 \cdot 0,92 \cdot 4 \cdot \( \vartheta - 40\) =0[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\text Q_{\text{café}} + \text Q_{\text{leite}} + \text Q_{\text{alumínio}} =0 \iff 11 \cdot 1 \cdot 4 \cdot \(\vartheta - 60 \) +50 \cdot 0,22 \cdot 4 \cdot \( \vartheta -40\) + 100 \cdot 0,92 \cdot 4 \cdot \( \vartheta - 40\) =0[/tex3]

Resolvendo esse monstro, ficamos com [tex3]\vartheta = 41,\overset{\bullet}{9}298... \approx 42 \celsius[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\vartheta = 41,\overset{\bullet}{9}298... \approx 42 \celsius[/tex3]

.

O calor recebido pelo copo de alumínio pode ser obtido por:

[tex3]\text Q_{\text{alumínio}} = 50 \cdot 0,22 \cdot \(42 - 40\)\cdot 4 \text{ J} \approx 88 \text{ J}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\text Q_{\text{alumínio}} = 50 \cdot 0,22 \cdot \(42 - 40\)\cdot 4 \text{ J} \approx 88 \text{ J}[/tex3]

Os dois primeiros itens são teóricos e estão errados. O calor é definido como energia térmica em trânsito. Ao passo que, a temperatura é a medida da agitação cinética média da temperatura.

A capacidade térmica é uma propriedade característica de um corpo e pode ser escrita por:

[tex3]\text C= \text m \cdot \text c[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\text C= \text m \cdot \text c[/tex3]

Logo, o somatório correto é 12.


[1]. Questão 25 na prova da UEPG 2018 (Verão). Página 7. https://cps.uepg.br/vestibular/document ... Gerais.pdf

[2]. Gabarito oficial: https://cps.uepg.br/vestibular/document ... CURSOS.pdf. Alternativas corretas: 04 e 08. Somatório correto: 12.

[sinhorin]

Por que multiplicar por 4?

[sinhorin]

Olá sinhorin,

A multiplicação foi feita pra passar a energia de cal pra J.