Questão 27 ITA 2026 · Vestibular 2026 · 1ª fase: Termoquímica

Constantes: \(N_A=6{,}02\times10^{23}\) mol⁻¹; \(F=9{,}65\times10^4\) C·mol⁻¹; carga elementar \(=1{,}60\times10^{-19}\) C; \(R=8{,}21\times10^{-2}\) atm·L·K⁻¹·mol⁻¹ \(=8{,}31\) J·K⁻¹·mol⁻¹; \(h=6{,}63\times10^{-34}\) J·s; \(c=3{,}0\times10^8\) m·s⁻¹; \(\ln X=2{,}3\log X\); \(\ln2=0{,}693\). Massas molares (g·mol⁻¹): H 1,01; C 12,01; N 14,01; O 16,00; F 19,00; Na 22,99; Mg 24,31; P 30,97; S 32,06; Cl 35,45; K 39,10; Mn 54,94; Fe 55,85; Cu 63,55; Se 78,97; Br 79,90; Rb 85,47; Sr 87,62; Nb 92,91; I 126,90; Au 196,97; Hg 200,59.

Considere duas barras X e Y, com 200 g cada, compostas por materiais hipotéticos distintos. Com o objetivo de determinar o calor específico de cada material, foram realizados os dois experimentos isobáricos a seguir:

Experimento 1: As barras X e Y, inicialmente a 230 °C, foram colocadas simultaneamente em um mesmo recipiente isolado (m = 500 g e Cp = 0,1 cal·g⁻¹·°C⁻¹), que continha água (m = 350 g e Cp = 1,0 cal·g⁻¹·°C⁻¹), inicialmente a 25 °C.

Experimento 2: A barra X, inicialmente a 260 °C, e a barra Y, inicialmente a 185 °C, foram colocadas simultaneamente no mesmo recipiente isolado, que continha os mesmos 350 g de água, inicialmente a 25 °C.

Sabendo que, no início do experimento, a água e o recipiente se encontravam na mesma temperatura e que, em ambos os experimentos, o equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C,