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Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido, de massa mb � 5,4 kg. Em recipiente de isopor, um...

Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido, de massa mb � 5,4 kg. Em recipiente de isopor, uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R � 40 Ω, ligada a uma fonte de 120 V, conforme a figura. Nessas condições, e com os devidos cuidados experimentais, é medida a variação da temperatura T da água, em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico. A seguir, repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico. Qual é o calor específico do bloco?

Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido.
O bloco tem massa mb � 5,4 kg.
Uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R � 40 Ω, ligada a uma fonte de 120 V.
A variação da temperatura T da água é medida em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico.
Repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico.
É necessário calcular o calor específico do bloco.
a) 0,1 cal/g°C
b) 0,2 cal/g°C
c) 0,3 cal/g°C
d) 0,4 cal/g°C
e) 0,5 cal/g°C

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Quase-1000-problemas-resolvidos 125
1 pág.

Programação I Faculdade Maurício de Nassau de FortalezaFaculdade Maurício de Nassau de Fortaleza

Respostas

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Para calcular o calor específico do bloco, é necessário utilizar a equação: Q = m * c * ΔT Onde: Q = quantidade de calor m = massa do bloco c = calor específico do bloco ΔT = variação de temperatura Na primeira parte do experimento, a resistência elétrica aquece a água, e a variação de temperatura é medida em função do tempo. A partir do gráfico A, é possível calcular a quantidade de calor Q1 transferida para a água: Q1 = mágua * cágua * ΔTágua Na segunda parte do experimento, o bloco é colocado dentro da água, e a variação de temperatura é medida novamente em função do tempo. A partir do gráfico B, é possível calcular a quantidade de calor Q2 transferida para a água e para o bloco: Q2 = mágua * cágua * ΔTágua + mbloco * cbloco * ΔTbloco Como a quantidade de calor é a mesma nas duas partes do experimento, temos: Q1 = Q2 mágua * cágua * ΔTágua = mágua * cágua * ΔTágua + mbloco * cbloco * ΔTbloco mbloco * cbloco = mágua * cágua * (ΔTágua / ΔTbloco - 1) Substituindo os valores: mbloco = 5,4 kg mágua = 1 kg cágua = 1 cal/g°C ΔTágua = 20°C ΔTbloco = 10°C cbloco = mágua * cágua * (ΔTágua / ΔTbloco - 1) / mbloco cbloco = 1 * 1 * (20 / 10 - 1) / 5,4 cbloco = 0,185 cal/g°C Portanto, a alternativa correta é a letra B) 0,2 cal/g°C.

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