No laboratório de Física, um estudante realiza a seguinte experiência: em um calorímetro de capacidade térmica 10cal/ºC que contém 150 g de água (calor específico = 1 cal/gºC) a 20ºC, ele coloca um bloco de alumínio (calor específico = 0,2 cal/gºC) de 100 g a 100ºC. Alguns minutos após o equilíbrio térmico, o estudante verifica que a temperatura do sistema é de 28ºC. A perda de calor do sistema até o instante em que é medida essa temperatura foi de:
a)288 cal
b)168cal
c)160cal
d)152cal
e)120cal

Determine a temperatura de equilíbrio térmico(Te),

Aplique a equação da termodinâmica,

calor recebido pelo calorímetro(Qc) + calor recebido pela água(Qa) = calor cedido pelo bloco de alumínio(Qal)

Qc + Qa = Qal

Aproveite e calcule também a capacidade térmica de cada ítem.

Qc = 10(Te - 20) => 10 cal/ºC = capacidade térmica do calorímetro
Qa = 150x1(Te - 20) = 100(Te - 20) => 100 cal/ºC = capacidade térmica da água
Qal = 100x0,2(100 - Te) = 20(100 - Te) => 20 cal/ºC = capacidade térmica do bloco de Al

10(Te - 20) + 150(Te - 20) = 20(100 - Te)

10Te - 200 + 150Te - 3000 = 2000 - 20Te

10Te + 150Te + 20Te = 2000 + 200 + 3000

180Te = 5200

Te = 5200/180 = 520/18 = (260/9) ºC {deixe a temperatura na forma de fração para evitar arredondamento}

Calcule a diminuição de temperatura(temperatura perdida = Tp) do equilíbrio para 28ºC

Tp = (260/9) - 28 = (260 - 252)9 = (8/9) ºC

Soma das capacidades térmicas = 10 + 150 + 20 = 180 cal/ºC

Qp =Perda de calor = capacidade térmica do sistema x diminuição de temperatura

Qp = (8/9)180 = 8(180)/9 = 8(20) = 160 cal => alternativa (c)