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Em um calorímetro de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível, contendo inicialmente 180 g de água a
, é colocada uma amostra de 100 g de Al à temperatura inicial de
. Sendo o calor especifico do alumínio igual a
. Determine a temperatura final do sistema (temperatura do equilíbrio térmico)
Em um calorímetro de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível, contendo inicialmente 180 g de água a
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um calorímetro com paredes adiabáticas (ou seja, que não deixam calor passar) e capacidade térmica desprezível. Dentro dele, temos 180 g de água a
e uma amostra de 100 g de alumínio (Al) a
. Queremos descobrir qual será a temperatura final quando tudo atingir o equilíbrio térmico. Para resolver isso, vamos usar conceitos de calorimetria, especialmente a conservação de energia térmica e a fórmula do calor específico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando dois corpos a temperaturas diferentes são colocados em contato num sistema isolado (como esse calorímetro), o calor que um perde é igual ao calor que o outro ganha. A fórmula que usa para calcular o calor é:
Onde:
-
é o calor trocado, -
é a massa, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos chamar a temperatura final de
. O alumínio vai esfriar, então a variação de temperatura dele é
. Já a água vai aquecer, então a variação de temperatura dela é
. Aplicando a conservação de energia:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores:
- Massa do Al:
- Calor específico do Al:
- Massa da água:
- Calor específico da água:
Substituindo na equação:
Simplificando:
Distribuindo:
Juntando os termos:
Resposta
A temperatura final do sistema é de
.
Exercícios relacionados
Use a definição de produto escalar,
, o o fato de que
para calcular o ângulo entre os dois vetores dados por
.
Uma esfera condutora A, que inicialmente se encontra com um excesso de
elétrons, é colocada em contato com uma esfera condutora
, idêntica a
, que se encontra inicialmente neutra. Qual será a carga de cada esfera após o contato?
1
A segunda lei de Newton afirma que o módulo da aceleração adquirida por um corpo é proporcional à intensidade da força resultante sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. Assim, observando a figura abaixo e admitindo que a superfície seja horizontal, a aceleração da caixa retangular, sabendo que sua massa é de e as forças
e
são horizontais e opostas, em
, qual será a acleração?
A segunda lei de Newton afirma que o módulo da aceleração adquirida por um corpo é proporcional à intensidade da força resultante sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. Assim, observando a figura abaixo e admitindo que a superfície seja horizontal, a aceleração da caixa retangular, sabendo que sua massa é de
Um objeto de massa igual a 10 kg movimenta-se com velocidade de
. Por causa da ação de uma força constante, esse objeto tem a sua velocidade reduzida pela metade. Determine o módulo do trabalho realizado por essa força.
a) 10 J
b) 15 J
c) 20 J
d) 25 J
e) 30 J
a) 10 J
b) 15 J
c) 20 J
d) 25 J
e) 30 J