Logo Passei Direto
Buscar
Nos avanços da biomedicina, a escolha de materiais para implantes e próteses é um fator crucial, pois afeta a biocompatibilidade e o conforto dos pacientes. Um dos parâmetros importantes na seleção de materiais metálicos para essas aplicações é o calor específico, pois ele influencia a resposta térmica do material em contato com o corpo humano.Um estudante, interessado na aplicação de metais em dispositivos médicos, decide realizar um experimento para determinar o calor específico de um cilindro metálico desconhecido. Para isso, ele utiliza um calorímetro contendo 98 g de água a 20 ºC e insere um cilindro metálico de 27 g aquecido a 85 ºC. Após atingir o equilíbrio térmico, a temperatura final da mistura é de 24 ºC.Sabendo que não há perdas significativas de calor para o ambiente, determine o calor específico do cilindro metálico e associe-o ao material correspondente.Assinale a alternativa correta:AO cilindro é de chumbo, com calor específico de 0,031 cal/g.ºCBO cilindro é de ouro, com calor específico de 0,032 cal/g.ºCCO cilindro é de ferro, com calor específico de 0,11 cal/g.ºCDO cilindro é de alumínio, com calor específico de 0,22 cal/g.ºCEO cilindro é de prata, com calor específico de 0,05 cal/g.oC
User badge image
Diego LdS

há 7 dias

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

há 7 dias

Para determinar o calor específico do cilindro metálico, podemos usar a fórmula da troca de calor, que é baseada no princípio da conservação de energia. A quantidade de calor perdida pelo cilindro metálico será igual à quantidade de calor ganha pela água. A fórmula é: \[ m_{água} \cdot c_{água} \cdot (T_{f} - T_{i,água}) = - m_{cilindro} \cdot c_{cilindro} \cdot (T_{f} - T_{i,cilindro}) \] Onde: - \( m_{água} = 98 \, g \) - \( c_{água} = 1 \, cal/g.ºC \) (calor específico da água) - \( T_{f} = 24 \, ºC \) (temperatura final) - \( T_{i,água} = 20 \, ºC \) (temperatura inicial da água) - \( m_{cilindro} = 27 \, g \) - \( T_{i,cilindro} = 85 \, ºC \) (temperatura inicial do cilindro) - \( c_{cilindro} \) é o que queremos encontrar. Substituindo os valores na equação: \[ 98 \cdot 1 \cdot (24 - 20) = - 27 \cdot c_{cilindro} \cdot (24 - 85) \] Calculando: \[ 98 \cdot 4 = - 27 \cdot c_{cilindro} \cdot (-61) \] \[ 392 = 27 \cdot c_{cilindro} \cdot 61 \] \[ c_{cilindro} = \frac{392}{27 \cdot 61} \] Calculando: \[ c_{cilindro} = \frac{392}{1647} \approx 0,238 \, cal/g.ºC \] Agora, comparando com as opções dadas: A) Chumbo: 0,031 cal/g.ºC B) Ouro: 0,032 cal/g.ºC C) Ferro: 0,11 cal/g.ºC D) Alumínio: 0,22 cal/g.ºC E) Prata: 0,05 cal/g.ºC O valor calculado (aproximadamente 0,238 cal/g.ºC) é mais próximo do calor específico do alumínio, que é 0,22 cal/g.ºC. Portanto, a alternativa correta é: D) O cilindro é de alumínio, com calor específico de 0,22 cal/g.ºC.

Essa resposta te ajudou?

0
Dislike0

Ainda com dúvidas?

Envie uma pergunta e tenha sua dúvida de estudo respondida!

Mais conteúdos dessa disciplina