Um sistema para calcular o calor específico experimentalmente consiste em um tanque, em que uma massa de cobre (
) é colocada em
de água líquida. O tanque possui sua superfície externa isolada. Inicialmente a temperatura do cobre é
e a temperatura da água é
. O sistema atinge o equilíbrio à
. Determine o valor do Cp do cobre obtido experimentalmente, em
e com 4 casas decimais.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de calorimetria, que faz parte da matéria de Termologia. Precisamos calcular o calor específico do cobre usando as informações fornecidas sobre as massas e temperaturas de uma massa de cobre e de água. Para isso, vamos usar a fórmula do equilíbrio térmico, que relaciona as quantidades de calor perdidas e ganhas pelas substâncias envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Massa do cobre,
- Massa da água,
- Temperatura inicial do cobre,
- Temperatura inicial da água,
- Temperatura final de equilíbrio,
- Calor específico da água,
Passo 3
Sabemos que no equilíbrio térmico, o calor perdido pela água é igual ao calor ganho pelo cobre. A fórmula que relaciona isso é:
Aqui,
é o que queremos encontrar.
Passo 4
Vamos reorganizar a fórmula para resolver
:
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Passo 6
Calculando as diferenças de temperatura:
Passo 7
Agora, multiplicamos os valores:
Passo 8
Dividindo os resultados para encontrar
:
Resposta
O calor específico do cobre obtido experimentalmente é aproximadamente
.