Respuesta:
Para resolver este problema, podemos utilizar la ley de conservación de la energía, que establece que la energía interna de un sistema se mantiene constante en ausencia de transferencia de energía con el entorno. En este caso, la energía interna del sistema formado por el calorímetro, el agua y el cobre se mantendrá constante.
Para ello, podemos usar la fórmula:
m1 * c1 * ΔT1 + m2 * c2 * ΔT2 = 0
Donde:
m1 = masa del agua = 200 g
c1 = capacidad calorífica del agua = 4.18 J/g°C
ΔT1 = cambio de temperatura del agua = Tf - 10
m2 = masa del cobre = 60 g
c2 = capacidad calorífica del cobre = 0.385 J/g°C
ΔT2 = cambio de temperatura del cobre = Tf - 300
El calor absorbido por el calorímetro será igual al calor cedido por el cobre, por lo tanto:
m1 * c1 * ΔT1 = -m2 * c2 * ΔT2
Sustituyendo los valores dados y despejando Tf, obtenemos:
200 * 4.18 * (Tf - 10) = -60 * 0.385 * (Tf - 300)
836 * Tf - 8360 = -23 * Tf + 6900
859 * Tf = 15260
Tf = 17.776 °C
Por lo tanto, la temperatura final del calorímetro y el agua será de aproximadamente 17.78°C.
