Calorimetria

por **aryleudo** Seg 23 Nov 2009, 21:21

DADOS
--> LIGA
m_LIGA = 10 g
m_Au + m_Cu = 10 g --> m_Cu = 10 - m_Au
T_1LIGA = 520 °C
T_E = 20 °C
C_Au = 0,03 cal/g°C
C_Cu = 0,09 cal/g°C
ΔT_LIGA = T_E - T_1LIGA = 20 - 520 = -500 °C
c_LIGA = (m_Au/m_LIGA).c_Au + (m_Cu/m_LIGA).c_Cu = c_Cu + (c_Au - c_Cu).(m_Au/m_LIGA) = 0,09 - 0,06.(m_Au/m_LIGA) = ?

--> ÁGUA
m_ÁGUA = 80 g
T_1ÁGUA = T_1CAL = 18 °C
T_E = 20 °C
ΔT_ÁGUA = T_E - T_1ÁGUA = 20 - 18 = 2 °C
c_ÁGUA = 1 cal/g°C

--> CALORÍMETRO (CAL)
C_CAL = 20 cal/°C
T_1CAL = 18 °C
T_E = 20 °C
ΔT_CAL = T_E - T_1CAL = 20 - 18 = 2 °C

SOLUÇÃO

Consideraremos o calorímetro (CAL) um sistema isolado termicamente. Portanto, o somatório da trocas de calor é igual a zero (ΣQ = 0):
Q_LIGA + Q_ÁGUA + Q_CAL = 0
m_LIGA.c_LIGA.ΔT_LIGA + m_ÁGUA.c_ÁGUA.ΔT_ÁGUA + C_CAL.ΔT_CAL = 0
10.c_LIGA.(-500) + 80.1.2 + 20.2 = 0
-5000.c_LIGA + 200 = 0
c_LIGA = 0,04 cal/g°C

Da relação inicial:
c_LIGA = 0,09 - 0,06.(m_Au/m_LIGA)
0,04 = 0,09 -0,06.(m_Au/m_LIGA)
0,06.(m_Au/m_LIGA) = 0,05
(m_Au/m_LIGA) = 5/6 = (500/6)% ≈ 83,33%

Como (m_Au/m_LIGA) + (m_Cu/m_LIGA) = 1. Então:
(m_Cu/m_LIGA) = 1 - (m_Au/m_LIGA)
(m_Cu/m_LIGA) = 1 - 5/6
(m_Cu/m_LIGA) = 1/6 = (100/6)% ≈ 16,67%

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