Sistemas Termicamente Isolados
Podemos dizer que um sistema termicamente isolado é o conjunto de dois ou mais corpos isolados termicamente do ambiente externo (não trocam calor com o meio externo), trocando calor somente entre eles.
Considere dois corpos, A e B, dentro de uma caixa com paredes que os isolem termicamente do exterior, onde a temperatura de o corpo A é maior que de B.
O corpo A irá perder calor (QA<0), enquanto B irá receber calor (QB>0), até que atinjam o equilíbrio térmico (mesma temperatura).
Vamos supor que o corpo A tenha perdido uma quantidade de calor QA= -500cal, enquanto B tenha recebido QB=500cal. Então:
Caso o sistema isolado tenha n corpos, a soma das quantidades de calor que os corpos ganham ou perdem deve ser zero:
Exemplo
Em uma caixa de material isolante térmico tem 2 litros de água na temperatura de 10ᵒC. Um cubo de ferro de massa m e temperatura de 1000ᵒC é colocado também dentro da caixa. O equilíbrio térmico acontece em 60ᵒC. Qual a massa do cubo de ferro?
Dados:
- Calor específico da água: 1,00 cal/gᵒC
- Calor específico do ferro: 0,107 cal/gᵒC
Resolução:
O corpo que perde calor é o cubo de ferro. A quantidade de calor sensível (QF) perdido, em função da massa m desconhecida, é:
O corpo que ganha calor é a água. A quantidade de calor sensível (QAg) recebido pela água é:
Então:
Resposta: O cubo de ferro tem massa de 990g.