Questão 4060

ITA 2005

Física

(ITA 2005 - ADAPTADA) Inicialmente 48g de gelo a 0°C são colocados num calorímetro de alumínio de 2,0g , também a 0°C. Em seguida, 75g de água a 80 °C são despejados dentro desse recipiente. Calcule a temperatura final do conjunto.

Dados: calor latente do gelo Lg = 80cal/g, calor específico da água c(H₂O) = 1,0 cal g^-1 °C^-1, calor específico do alumínio c(Aℓ) = 0,22 cal g^-1 °C^-1.

17,5°C.

20,0°C.

22,5°C.

25,0°C.

37,5°C.

Gabarito:

17,5°C.

Resolução:

Vamos primeiramente fazer uma análise das situações que ocorrem no processo. Colocando todos os elementos no calorímetro, o gelo derrete, e então depois disso eles entram em equilíbrio térmico, então podemos escrever isso da seguinte maneira:

$Q_{gelo} + Q_{gelo derretido} + Q_{aluminio} + Q_{agua} = 0$

$(mL) + (m_{gelo}c_{agua} Delta T) + (m_{al}c_{al} Delta T) + (m_{agua} c_{agua} Delta T) = 0$

$(48 cdot 80) + (48 cdot 1 (T - 0)) + (2 cdot 0,22 cdot (T - 0)) + (75 cdot 1 cdot (T - 80)) = 0$

$(3840) + (48T) + (0,44T) + (75T - 6000)) = 0$

$123,44T - 2160 = 0$

$T = frac {2160}{123,44}$

$T simeq 17,5^oC$

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