Um calorímetro contém 200 g de água a 25 ºC. É depositado, em seu interior, um bloco metálico de 100 g de massa a 95 ºC, observando-se o equilíbrio térmico a 30 ºC. Considerando o sistema isolado do meio externo, 1,0 cal/(g.ºC) o calor específico da água e 0,20 cal/(g.ºC) o calor específico do metal, a capacidade térmica do calorímetro vale, em cal/ºC,
- A) zero.
- B) 8,0.
- C) 60.
- D) 140.
- E) 280.
Resposta:
Resposta: A alternativa correta é a letra C) 60.
O problema apresentado é um exemplo de troca de calor entre dois corpos. O calorímetro contém 200 g de água a 25°C e um bloco metálico de 100 g de massa a 95°C. O sistema é isolado do meio externo, e o equilíbrio térmico é alcançado a 30°C.
Para resolver o problema, precisamos calcular a variação de temperatura da água e do bloco metálico. A variação de temperatura da água é ΔT = 30°C - 25°C = 5°C. Já a variação de temperatura do bloco metálico é ΔT = 30°C - 95°C = -65°C.
Agora, precisamos calcular a quantidade de calor transferida da água e do bloco metálico. A quantidade de calor transferida é dada pela fórmula Q = mcΔT, onde m é a massa do corpo, c é o calor específico do corpo e ΔT é a variação de temperatura.
Para a água, Q = 200 g x 1,0 cal/(g°C) x 5°C = 1000 cal.
Já para o bloco metálico, Q = 100 g x 0,20 cal/(g°C) x (-65°C) = -1300 cal.
Como o sistema é isolado, a quantidade de calor transferida da água é igual à quantidade de calor recebida pelo bloco metálico. Portanto, a capacidade térmica do calorímetro é igual à soma das quantidades de calor transferidas pela água e pelo bloco metálico.
CT = Q_água / ΔT_água + Q_metálico / ΔT_metálico = 1000 cal / 5°C + (-1300 cal) / (-65°C) = 60 cal/°C.
Portanto, a alternativa correta é a letra C) 60 cal/°C.
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