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Física - Equlíbrio Térmico em Calorímetro

02/06/2010 - Ale disse... 
 
Uma reação libera 6 kcal dentro de um calorímetro de capacidade térmica 80 cal / ºC onde existiam 20 gramas de água fria a 10 ºC e foram adicionados 120 gramas de água a 80 ºC. Calcule a temperatura final do sistema.

03/06/2010 - CCDA RESOLVE

Bom dia, Ale. Sou Reginaldo, Professor de Física e Matemática do CCDA, vou ajudá-lo em sua dúvida que trata de equilíbrio térmico em um calorímetro.
 
Percebe-se que, inicialmente, a água fria e o calorímetro têm a temperatura de 10 °C e uma reação libera  6 kcal dentro do calorímetro. Em seguida a água que será adicionada no calorímetro tem temperatura de 80 °C. Desta forma, a água adicionada cederá calor à água fria e ao calorímetro e estes irão receber calor.  No processo de equilíbrio térmico o calor cedido é igual ao calor recebido com uma única condição, o calor cedido é negativo e o calor recebido é positivo. Nestas condições, calcula-se:



Após a reação a água fria e o calorímetro ficaram com a temperatura de 70 °C. Na verdade não houve um situação de equilíbrio térmico, visto que todo calor da reação passou para a água e o calorímetro.
Agora sim, acontece um equilíbrio térmico entre o conjunto água fria e calorímetro e a água quente adicionada. Calcula-se:
Sendo assim, quando a água fria é misturada com a água quente dentro do calorímetro a temperatura de equilíbrio do sistema é de 75,45 °C. Deve-se considerar que o calorímetro não permite que nenhum calor seja perdido para o meio externo.
 
Ale, espero tê-lo ajudado em sua dúvida. Qualquer dificuldade no entendimento dos conceitos, mande-nos em forma de outra dúvida.

4 comentários:

  1. Uma reação libera 6 kcal dentro de um calorimetro de capacidade térmica 80 cal/ºC onde existiam 20 gramas de água fria a 10ºC e foram adicionados 120 gramas de água a 80ºC. Calcule a temperatura final do sistema.

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  2. Desculpe professor mas entendi parcialmente a resolução pois o que me aflige é o tal do 6 Kcal lberado ele não deveria participar na equação?

    Relembrando:
    "Uma reação libera 6 kcal dentro de um calorímetro de capacidade térmica 80 cal / ºC onde existiam 20 gramas de água fria a 10 ºC e foram adicionados 120 gramas de água a 80 ºC. Calcule a temperatura final do sistema."

    Neste outro problema similar fica impossível adotar tal método:

    Num calorimetro cuja capacidade térmica de 40 cal/ºC, ocorre uma reação que produz 4200cal, sabendo que o calorimetro contém 800g de água, calcular o aumento de temperatura sofrido pelo sistema. reação.(Calor especifico da agua é 1 cal/gºC).

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  3. Ale, você tem toda a razão. Escapou-me o calor liberado pela reação, mas já foi feita a correção. Quanto a outra dúvida procure resolvê-la de acordo com o 1° equilíbrio térmico, onde todo o calor é absorvido pela água e o calorímetro. Caso não consiga, volte a me procurar.

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  4. Eu agradeço, me ajudou bastante!

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