Colocam-se 600 g de limalha de chumbo, a , num calorímetro de alumínio, 200 g , contendo 500 g de água, inicialmente a . A temperatura final de equilíbrio térmico do calorímetro com a limalha é de . Qual o calor específico do chumbo? (para o vaso alumínio c = 0,900kJ/kg K). Resp. 0,128 kJ/kg K.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre calorimetria, que é a parte da física que estuda as trocas de calor entre substâncias. Aqui, temos limalha de chumbo aquecida sendo colocada em um calorímetro de alumínio com água. A gente precisa descobrir qual é o calor específico do chumbo usando as informações fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
  • Massa (m): Quantidade de matéria, medida em gramas.
  • Calor específico ©: Quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 kg da substância em 1°C.
  • Variação de temperatura (ΔT): Diferença entre a temperatura final e a inicial.
A ideia aqui é que o calor perdido pelo chumbo será igual ao calor ganho pela água e pelo calorímetro de alumínio.

Passo 3

Vamos identificar os dados do problema:
  • Massa do chumbo,
  • Temperatura inicial do chumbo,
  • Massa do calorímetro de alumínio,
  • Massa da água, á
  • Temperatura inicial da água e do calorímetro,
  • Temperatura final de equilíbrio,
  • Calor específico do alumínio,

Passo 4

Vamos converter todas as massas para kg, já que os calores específicos estão em kJ/kg°C:
  • á

Passo 5

Calculemos a variação de temperatura para cada componente:
  • Para o chumbo: (perda de calor)
  • Para a água: á (ganho de calor)
  • Para o alumínio: (ganho de calor)

Passo 6

Aplicando a fórmula do calor:
O calor perdido pelo chumbo será igual ao calor ganho pela água e pelo alumínio:
á
Substituindo:
ááá
Sabemos que o calor específico da água é á.

Passo 7

Substituindo os valores:
Calculando o lado direito:

Passo 8

Agora temos:
Resolvendo para :
Como o calor específico não pode ser negativo, consideramos o valor absoluto:

Resposta

O calor específico do chumbo é aproximadamente .

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