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Após ter estudado calorimetria, um aluno decide construir um calorímetro usando uma lata de refrigerante e isopor. Da latinha de alumínio removeu p...

Após ter estudado calorimetria, um aluno decide construir um calorímetro usando uma lata de refrigerante e isopor. Da latinha de alumínio removeu parte da tampa superior. Em seguida, recortou anéis de isopor, de forma que estes se encaixassem na latinha recortada, envolvendo-a perfeitamente. Em seu livro didático, encontrou as seguintes informações: Material Calor específico J/(kg⋅°C) Alumínio 900 Água (massa específica (1 kg)/L) 4200 Ferro 450 a) Determine a capacidade térmica desse calorímetro, sabendo que a massa da latinha após o recorte realizado era de 15⋅10(-3) kg. b) Como a capacidade térmica do calorímetro era muito pequena, decidiu ignorar esse valor e então realizou uma previsão experimental para o seguinte problema: Determinar a temperatura que deve ter atingido um parafuso de ferro de 0,1 kg aquecido na chama de um fogão. Dentro do calorímetro, despejou 0,2 L de água. Após alguns minutos, constatou que a temperatura da água era de 19 °C. Aqueceu então o parafuso, colocando-o em seguida no interior do calorímetro. Atingido o equilíbrio térmico, mediu a temperatura do interior do calorímetro, obtendo 40 °C. Nessas condições, supondo que houvesse troca de calor apenas entre a água e o parafuso, determine aproximadamente a temperatura que este deve ter atingido sob o calor da chama do fogão.

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-409-411
3 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

Respostas

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a) Para determinar a capacidade térmica do calorímetro, podemos utilizar a fórmula: C = m * c Onde C é a capacidade térmica, m é a massa da lata de alumínio e c é o calor específico do alumínio. Substituindo os valores, temos: C = 15⋅10(-3) * 900 C = 13,5 J/°C Portanto, a capacidade térmica do calorímetro é de 13,5 J/°C. b) Para determinar a temperatura que o parafuso de ferro atingiu, podemos utilizar a fórmula: Q = m * c * ΔT Onde Q é o calor trocado, m é a massa da água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura. Sabemos que a temperatura inicial da água era de 19 °C e a temperatura final era de 40 °C, portanto: ΔT = 40 - 19 ΔT = 21 °C Substituindo os valores, temos: Q = 0,2 * 4200 * 21 Q = 1764 J Sabemos que o calor trocado pelo parafuso é igual ao calor trocado pela água, portanto: Q = m * c * ΔT Substituindo os valores, temos: 1764 = 0,1 * 450 * ΔT ΔT = 39,2 °C Portanto, a temperatura que o parafuso de ferro atingiu sob o calor da chama do fogão foi de aproximadamente 39,2 °C.

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