Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/ºC,
inicialmente a 10 ºC, são colocados 200 g de um
líquido de calor específico 0,40 cal/g 3 ºC. Verifica-se
que o equilíbrio térmico se estabelece a 50 ºC.
Determine a temperatura inicial do líquido.
37. No interior de um calorímetro de capacidad

Question

Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/ºC,
inicialmente a 10 ºC, são colocados 200 g de um
líquido de calor específico 0,40 cal/g 3 ºC. Verifica-se
que o equilíbrio térmico se estabelece a 50 ºC.
Determine a temperatura inicial do líquido.
37. No interior de um calorímetro de capacidad

Accepted Answer

**Resposta:** A temperatura inicial do líquido é 75 ºC.

**Explicação:**

Primeiro, entendemos que o calor ganho pelo calorímetro é igual ao calor perdido pelo líquido, considerando que não há ganho ou perda de calor para o ambiente externo.

Dados:
- Capacidade térmica do calorímetro, $ C = 8,0 $ cal/ºC
- Temperatura final (equilíbrio térmico), $ T_{\text{final}} = 50 $ ºC
- Temperatura inicial do calorímetro, $ T_{\text{calorímetro}} = 10 $ ºC
- Massa do líquido, $ m = 200 $ g
- Calor específico do líquido, $ c = 0,40 $ cal/g °C
- Temperatura inicial do líquido, $ T_{\text{líquido}} = ? $

A variação de temperatura (diferença entre a temperatura final e a temperatura inicial do calorímetro) do calorímetro pode ser calculada por:

$$
\Delta T_{\text{calorímetro}} = T_{\text{final}} - T_{\text{calorímetro}} = 50 \, \text{ºC} - 10 \, \text{ºC} = 40 \, \text{ºC}
$$

Assim, o calor ganho pelo calorímetro é:

$$
Q_{\text{ganho}} = C \times \Delta T_{\text{calorímetro}} = 8,0 \, \text{cal/ºC} \times 40 \, \text{ºC} = 320 \, \text{cal}
$$

Pela conservação da energia, a quantidade de calor ganho pelo calorímetro é igual à quantidade de calor perdido pelo líquido:

$$
Q_{\text{perdido}} = Q_{\text{ganho}} = 320 \, \text{cal}
$$

Podemos achar a variação de temperatura do líquido usando:

$$
Q_{\text{perdido}} = m \times c \times \Delta T_{\text{líquido}}
$$

Onde $ \Delta T_{\text{líquido}} $ é a diminuição da temperatura do líquido, que pode ser reorganizada para encontrar a temperatura inicial do líquido:

$$
\Delta T_{\text{líquido}} = \frac{Q_{\text{perdido}}}{m \times c} = \frac{320 \, \text{cal}}{200 \, \text{g} \times 0,40 \, \text{cal/g °C}} = 4 \, \text{ºC}
$$

A temperatura inicial do líquido é então:

$$
T_{\text{líquido}} = T_{\text{final}} + \Delta T_{\text{líquido}} = 50 \, \text{ºC} + 4 \, \text{ºC} = 75 \, \text{ºC}
$$

Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/ºC, inicialme...

Ask a question and receive an answer instantly