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Um bloco de certa liga metálica, de massa 250 g, é transferido de uma vasilha, que contém água fervendo em condições normais de pressão, para um calorímetro contendo 400 g de água à temperatura de 10°C. Após certo tempo, a temperatura no calorímetro se estabiliza em 20°C. Supondo que todo o calor cedido pela liga metálica tenha sido absorvido pela água do calorímetro, qual a razão entre o calor específico da água e o calor específico da liga metálica?
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Aprendendo com Desafios

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, vamos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que o calor perdido pelo bloco metálico é igual ao calor ganho pela água. 1. Dados fornecidos: - Massa do bloco metálico (m_m) = 250 g - Massa da água (m_a) = 400 g - Temperatura inicial da água (T_a) = 10°C - Temperatura final (T_f) = 20°C - Temperatura inicial do bloco metálico (T_m) = 100°C (considerando que está em água fervente) 2. Fórmulas de calor: - Calor perdido pelo bloco metálico: \( Q_m = m_m \cdot c_m \cdot (T_m - T_f) \) - Calor ganho pela água: \( Q_a = m_a \cdot c_a \cdot (T_f - T_a) \) 3. Igualando os calores: \[ m_m \cdot c_m \cdot (T_m - T_f) = m_a \cdot c_a \cdot (T_f - T_a) \] 4. Substituindo os valores: \[ 250 \cdot c_m \cdot (100 - 20) = 400 \cdot c_a \cdot (20 - 10) \] \[ 250 \cdot c_m \cdot 80 = 400 \cdot c_a \cdot 10 \] \[ 20000 \cdot c_m = 4000 \cdot c_a \] 5. Isolando a razão entre os calores específicos: \[ \frac{c_a}{c_m} = \frac{20000}{4000} = 5 \] Portanto, a razão entre o calor específico da água e o calor específico da liga metálica é 5. Assim, a resposta correta é que a razão entre o calor específico da água e o calor específico da liga metálica é 5:1.

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