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Um estudante de física deseja determinar experimentalmente o material de que é constituída uma barra metálica de 400 gramas, utilizando um caloríme...

Um estudante de física deseja determinar experimentalmente o material de que é constituída uma barra metálica de 400 gramas, utilizando um calorímetro real com capacidade térmica 0,4 cal/°C, contendo 520 gramas de água a 25 °C. Inicialmente, ele aqueceu o metal em um forno até a temperatura de 200 °C, em seguida, rapidamente transferiu-o para dentro do calorímetro. Após um intervalo de tempo, observa-se que o termômetro acoplado ao calorímetro indica temperatura de 50 °C. Desconsiderando as perdas de calor para o ambiente, o calor específico da água 1 cal/g°C e considerando os dados da tabela a seguir, pode-se afirmar corretamente que o metal de que é constituída a barra é:

a. o aço.
b. o alumínio.
c. o cobre.
d. o ferro.
e. a prata.

Essa pergunta também está no material:

APOSTILA COC-Ciencias-da-Natureza-pdf
166 pág.

Química Geral I Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Mato Grosso do SulInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Mato Grosso do Sul

Respostas

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Vamos analisar as informações fornecidas: Dado que a barra metálica foi aquecida até 200 °C e depois transferida para o calorímetro com água a 25 °C, e a temperatura final foi de 50 °C, podemos usar a equação da quantidade de calor transferida: \(m_1 \times c_1 \times \Delta T_1 = -m_2 \times c_2 \times \Delta T_2\) Onde: \(m_1 = 400g\) (massa da barra metálica) \(c_1\) (calor específico do metal) \(\Delta T_1 = 200 - 50 = 150 °C\) \(m_2 = 520g\) (massa da água) \(c_2 = 1 cal/g°C\) (calor específico da água) \(\Delta T_2 = 50 - 25 = 25 °C\) Substituindo os valores na equação, obtemos: \(400 \times c_1 \times 150 = -520 \times 1 \times 25\) \(60000c_1 = -13000\) \(c_1 = -\frac{13000}{60000}\) \(c_1 = -0,2167\) Como o calor específico é uma propriedade física positiva, não podemos ter um valor negativo. Portanto, a resposta correta é que o metal de que é constituída a barra é **d. o ferro**.

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