Física II ⇒ IMEPAC 2016 - Termodinâmica

[Juniorn1]

Como trabalho final de um curso de graduação, um
estudante deve descobrir o material de que é feito
certa esfera. Para isso, ele mede a massa da esfera
(200 g) e a aquece até atingir uma temperatura de 80 ºC.
Em seguida, pega um calorímetro de capacidade
térmica de 50 cal/ºC, que contém 82 g de água a uma
temperatura de 10 ºC, e insere nele a esfera de material
desconhecido.
Desprezando as perdas de calor para o ambiente, qual é
o calor específico desse material, se o equilíbrio térmico
se estabelece a 20 ºC?
Dado: Calor específico da água: 1,0 cal/g ºC.
A) 0,11 cal/g.ºC.
B) 0,07 cal/g.ºC.
C) 0,04 cal/g.ºC.
D) 0,03 cal/g.ºC.

Resposta

---

a

Alguém para me ajudar?

[Planck]

Olá, Juniorn1.

Observe que a troca de calor irá acontecer entre o calorímetro, a água e a esfera. Nesse sentido, vamos equacionar:

[tex3]\mathrm{Q_{esfera}=Q_{calorímetro} + Q_{H_2O} \implies m_e ~c_e ~\Delta \vartheta = \underbrace{m_c ~c_c~}_{C}~ \Delta \vartheta + m_{H_2O} ~c_{H_2O}~\Delta \vartheta} [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\mathrm{Q_{esfera}=Q_{calorímetro} + Q_{H_2O} \implies m_e ~c_e ~\Delta \vartheta = \underbrace{m_c ~c_c~}_{C}~ \Delta \vartheta + m_{H_2O} ~c_{H_2O}~\Delta \vartheta} [/tex3]

Portanto, temos:

[tex3]\mathrm{ 200 \cdot c_e \cdot 60 = 50 \cdot 10 + 82 \cdot 1 \cdot 10 \implies c_e = 0,11 ~cal /g \cdot \celsius } [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\mathrm{ 200 \cdot c_e \cdot 60 = 50 \cdot 10 + 82 \cdot 1 \cdot 10 \implies c_e = 0,11 ~cal /g \cdot \celsius } [/tex3]