Exercícios Física Térmica - Calor específico, carvão, água, transferência de calor e quantidade de calor.

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ATIVIDADE 3 – FÍSICA 1 
 
Questão 01: Comparando os calores específicos da água e do carvão, 
explique como é possível apagar o braseiro com um saco plástico cheio de 
água. 
Para entender esse efeito interessante, vários aspectos devem ser 
levados em consideração. A baixa capacidade calorífica do carvão, ou seja, a 
pequena quantidade de energia perdida no ambiente determina a queda 
significativa da temperatura do carvão. Além disso, considerando o calor 
específico do carvão vegetal: 0,2 cal/g °C, é um mau condutor de calor. Como 
resultado, as brasas não podem liberar quantidades apreciáveis de energia 
rapidamente e, se entrarem em contato com algo mais frio do que sua 
temperatura, as brasas podem ser facilmente apagadas. E quando analisamos 
também o calor específico da água: 1 cal/g °C percebe-se que nesta situação, 
a água “absorve” o calor emitido pelo carvão; Deve-se notar que a liberação de 
energia no carvão origina-se de reações de oxidação (reações de combustão), 
que são localmente reduzidas ou inibidas com a diminuição da temperatura e a 
ausência parcial da presença de oxigênio causado pelo “abafamento” fazendo 
com que a brasa/fogo não se alimente. Podemos ver de forma semelhante em 
uma bexiga cheia de água colocada em contato com uma vela, o tempo de 
resistência quando comparado a uma bexiga cheia apenas com ar. 
 
Questão 02: Cite quais são os processos de transmissão do calor envolvidos 
na redução da temperatura do carvão pelo saco plástico contendo água. 
 
A sacola de água em contato com o carvão recebe energia térmica do 
resto do carvão aquecido por radiação e convecção, sendo processos de 
transmissão de calor envolvido na situação em questão. No entanto, como a 
água tem um calor específico maior, essa energia é absorvida sem que a 
temperatura do plástico seja muito alta para derreter, por conta da presença de 
água dentro da sacola. A água quente junto à parede do saco torna-se menos 
densa e torna-se convectiva, substituindo a água já quente por água fria, 
denominado de correntes convectivas. Desta forma, a grande quantidade de 
água no saco absorve grande parte da energia presente no carvão da 
churrasqueira, e assim resfria as brasas adjacentes, que são então apagadas 
com ela, até que todas as brasas sejam extintas. A imagem autoral abaixo 
ilustra o processo em questão. 
 
Questão 03: Sabendo que, após certo período de tempo, a temperatura do 
carvão apagado é 30 °C e que a temperatura final da água é de 75 °C, qual o 
volume em litros de água foi adicionado no saco plástico para que fosse 
reduzida a temperatura do carvão? Considere a densidade da água 1 g/cm³. 
Dados: 
Carvão 
T inicial = 200°C 
T final = 30°C 
c = 0,2 cal/g°C 
Água 
T inicial = 25°C 
T final = 75°C 
c = 1,0 cal/g°C 
 
Considerações 
 Será considerado que não há perdas de calor para o ambiente. 
 Considera-se que todo calor do carvão é transmitido para a água da 
sacola. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Substituindo os valores, temos: 
 
 
 
 ( ) 
 
 
 ( ) 
 
 
 
 
 
 
 
Foi determinada a quantidade água, porém em gramas, transformando-se para 
litros, considerando a densidade da água 1 g/cm3.