Olá meu professor passou 3 exercícios e não entendi como que faz queria uma ajuda 1)Duas quantidades de água pura no estado líquido foram colocadas no interior de um calorímetro ideal, formando a seguinte mistura: 300 g de água a 20 °C e 100 g de água a 70 °C. Com o calorímetro ideal completamente fechado, as quantidades de água trocam calor entre si até que suas temperaturas se igualem e se estabilizem (equilíbrio térmico). Calcule a temperatura de equilíbrio desse sistema. 2) Uma mistura de 120 g de água pura a 3 °C com água a 95 °C no interior de um calorímetro ideal atingiu seu equilíbrio térmico em 36,9°C. Calcule a massa de água quente utilizada nessa mistura. 3) No interior de um calorímetro ideal foram colocados 150 g de água a 0 °C e 38 g de ferro a 90 °C. Calcule a que temperatura esse sistema entrou em equilíbrio térmico.
a) Como o calorimetro é ideal, não há perda de energia (calor) para ele, sendo assim, toda energia é trocada entre os fluidos.
Qq = Calor cedido pela água Quente; Qf = calor recebido pela água Fria.
a) Qq + Qf = 0 ? m1.C1.dT1 + m2.C2.dT2 = 0
- 100g*1,0cal/g.ºC*(Tf-70ºC) + 300g*1,0cal/g.ºC*(Tf-20ºC)=0
- 100*(Tf-70)+300*(Tf-20)=0
- 100Tf-7000+300Tf-6000 =0
- 400Tf = 13000
- Tf = 32,5ºC.
b) Qq + Qf = 0 = m1.C1.dT1 + m2.C2.dT2 = 0, como c é constante (igual a 1), consideramos
- m1*dT1 + m2*dT2 = 0
- m1*(36,9ºC-95ºC) + m2*(36,9ºC-3ºC) = 0
- M1*(-58,1ºC) + M2*(33,9ºC) = 0
- -58,1ºC*M1 + 33,9ºC*M2 = 0
- 58,1*M1 = 33,9*M2
- M1/M2 = 33,9/58,1
- M1/M2 = ~0,5834
Resolvendo um Sistema:
M1/M2 = 0,5834 == M1 = 0,5834*M2
M1+M2= 120
Substituindo M1, temos: M2 +0,5834*M2 = 120 == 1,5834*M2 = 120 == M2 = 75,786g
Logo, M1 = 120-75,786 == M1 = 44.214, no que o resultado é aproximado devido ao arredondamento.
c) Qq + Qf = 0 == m1.C1.dT1 + m2.C2.dT2 = 0
- 150*1,0cal/g.ºC*(Tf-0ºC) + 38*0,11cal/g.ºC*(Tf-90ºC)=0
- 150*(Tf-0ºC) + 4,18*(Tf-90ºC)=0
- 150*Tf + 4,18*Tf -376,2=0
- 154,18*Tf =376,2
- Tf =2,44
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