Equilíbrio térmico

por ivafialho Sex 14 Ago 2015, 15:51

Um calorímetro, cuja capacidade térmica é desprezível, contém 400 gramas de água a 30 ºC. Jogamos dentro dele um cubo de gelo de massa 100 g e à temperatura de -20 ºC. Calcule a temperatura final de equilíbrio. São dados:

Calor de fusão do gelo= 80 cal/g
calor específico da água= 1 cal/g.ºC
calor específico do gelo= 0,50 cal/g.ºC

R:

por **aryleudo** Dom 16 Ago 2015, 22:08

DADOS
mA = 400 g {massa de água}
θ1A = 30ºC {temperatura inicial da água}
mG = 100 g {massa do gelo}
θ1G = -20ºC {temperatura inicial do gelo}
θE = ? {temperatura de equilíbrio}
QA = mA.cA.∆θ = 400.1.(θE - 30) {quantidade de calor que a água perdeu}
QG = mG.cG.∆θ + mG.LG + mA.cA.∆θ = 100.0,5.(0 + 20) + 100.80 + 100.1.(θE - 0) {quantidade de calor ganho pelo gelo}

SOLUÇÃO
QG + QA = 0
100.0,5.(0 + 20) + 100.80 + 100.1.(θE - 0) + 400.1.(θE - 30) = 0
1000 + 8000 + 100θE + 400θE - 12000 = 0
500θE = 3000
θE = 6ºC

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