Quando dois ou mais corpos estão em contato em um sistema termicamente isolado, eles irão trocar calor até alcançarem o equilíbrio térmico. Neste ponto, a soma de todas as quantidades de calor trocadas será igual a zero. Calorímetros são usados para medir estas trocas de calor em experimentos controlados.

1. Equilíbrio térmico
teoria e aplicações
Professora : Adrianne Mendonça

2.  imagine um corpo A e um corpo B onde A
> B num sistema termicamente isolado.
O que se observa é que o corpo A vai
transferir energia térmica para o corpo B
até que ocorra o equilíbrio térmico. Como
o sistema é termicamente isolado, ou seja,
não troca energia térmica com o meio, o
calor cedido por A (-QA) é igual ao calor
recebido por B (QB).

4.  Assim pode-se escrever:
 -QA = +QB
 QA + QB = 0

 Conclui-se que: quando dois ou mais corpos, colocados em contato,
constituem um sistema isolado, a soma algébrica das quantidades
de calor trocadas até o equilíbrio térmico é igual a zero.
 Qtrocado = 0


5.  Calorímetros são recipientes metálicos
revestidos de isopor, que faz deles um
sistema isolado, utilizado para realizar
experiências de trocas de calor.
 O calorímetro deve servir como recipiente
e participar das trocas de calor, cedendo
ou recebendo calor para o conteúdo.



6.  Calorímetro ideal: além de impedir as
trocas de calor do seu conteúdo com o
meio externo, não pode permitir troca de
calor com os corpos nele contidos. Sua
capacidade térmica é considerada
desprezível.

7. Aplicação 1
 Misturando um litro de água a 70oC e dois
litros de água a 10oC, obtemos três litros
de água a:
 a) 70oC
 b) 40oC
 c) 35oC
 d) 30oC
 e) 20oC

8. Resolução:
Q m c f i
Água quente 1000 g 1 x 70
Água fria 2000 g 1 x 10
Q1 + Q2 = 0
1000 . 1 . (x – 70) + 2000 . 1 . (x – 10) = 0
1000 x – 70.000 + 2000 x – 20.000 = 0
3000 x = 90.000
X = 30 C
Alternativa D

9. Aplicação 2
 Uma bacia contém 18 litros de água à temperatura de 24 oC.
Desprezando-se a capacidade térmica da bacia e as perdas para o
ambiente, pode-se obter uma mistura à temperatura final de 36 oC.
despejando-se na bacia certa quantidade de água a 72 oC. Essa
quantidade de água deverá ser de:
 a) 7,5 litros
 b) 6,0 litros
 c) 4,5 litros
 d) 3,0 litros
 e) 1,5 litros

10. Resolução:
Q m c f i
Água fria 18.000 g 1 36 24
Água quente x 1 36 72
Q1 + Q2 = 0
18.000 . 1 . (36 – 24) + x . 1 . (36 – 72) = 0
18.000 . 12 + x . (-36) = 0
36 . x = 216.000
X = 6.000 g 6 litros
Alternativa B

11. Aplicação 3
 Um corpo de massa m a 270o C é colocado em um recipiente, onde
existe idêntica massa de água a 50o C, obtendo-se uma temperatura
de equilíbrio igual a 70o C. Admitindo que somente houve troca de
calor entre o corpo e a água, o calor específico do corpo, em
cal/goC, é igual a:
 a) 0,010
 b) 0,030
 c) 0,054
 d) 0,20
 e) 0,10

12. Resolução:
Q m c f i
corpo m X 70 270
Água m 1 70 50
Q1 + Q2 = 0
m . x . (70 – 270) + m . 1 . (70 – 50) = 0
-200.m.x + 20.m = 0
200.m.x = 20.m
X = 0,10 cal/g. C
Alternativa E

13. Aplicação 4
 Um calorímetro de capacidade termica
100cal/ºC contem 500 gramas de agua a
temperatura de 30º. um corpo de cobre
cuja massa é de 200 gramas e cuja
temperatura eh 300 ºC eh jogado dentro
do calorimetro.calcule a temperatura de
equilibrio. Sao dados:calor especifico da
agua = 1,0 cal/gºC;calor especifico do
cobre = 0,093 cal/gºC.

14. Resolução
 C = capacidade térmica do calorímetro =
100 cal/ºC = m.c
ti = temperatura inicial para o calorímetro
e a água = 30º C
tf = temperatura do equilíbrio térmico = ?
ti = temperatura inicial para o cobre =
300º C

15. Resolução
 Q calorímetro + Q água + Q cobre = 0
m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0
C.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0
100.(tf - 30) + 500.1.(tf - 30) + 200.0,093.(tf - 300) = 0
100 tf - 3000 + 500 tf - 15000 + 18,6.(tf - 300) = 0
100 tf - 3000 + 500 tf - 15000 + 18,6 tf - 5580 = 0
100 tf + 500 tf + 18,6 tf = 3000 + 15000 + 5580
618.6 tf = 23580
tf = 23580/618,6
tf = 38,11º C