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,
- 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:
Passo 5
Calculemos a variação de temperatura para cada componente:
- Para o chumbo:
(perda de calor) - Para a água:
(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:
Substituindo:
Sabemos que o calor específico da água é
.
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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