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A calorimetria é usada para determinar o calor específico de novos materiais. O calor específico (c) é uma propriedade intrínseca que indica a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa do material em um grau. Materiais com alto calor específico, como a água, são bons para armazenar energia térmica. Um engenheiro de materiais está testando uma nova liga metálica. Uma amostra de 200 g da liga, inicialmente a 90 °C, é colocada em um calorímetro de capacidade térmica desprezível contendo 500 g de água a 20 °C. A temperatura de equilíbrio térmico do sistema é de 25 °C. Qual é o calor específico da liga? (Dado: calor específico da água c_água = 1,0 cal/g°C)]
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Jackson Santos

ontem

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ontem

Para calcular o calor específico da liga metálica, podemos usar o princípio da conservação de energia, que afirma que o calor perdido pela liga é igual ao calor ganho pela água. 1. Dados fornecidos: - Massa da liga (m_liga) = 200 g - Temperatura inicial da liga (T_i_liga) = 90 °C - Temperatura final (T_f) = 25 °C - Massa da água (m_água) = 500 g - Temperatura inicial da água (T_i_água) = 20 °C - Calor específico da água (c_água) = 1,0 cal/g°C 2. Calor perdido pela liga: \[ Q_{liga} = m_{liga} \cdot c_{liga} \cdot (T_f - T_i_{liga}) \] \[ Q_{liga} = 200 \cdot c_{liga} \cdot (25 - 90) \] \[ Q_{liga} = 200 \cdot c_{liga} \cdot (-65) \] \[ Q_{liga} = -13000 \cdot c_{liga} \] 3. Calor ganho pela água: \[ Q_{água} = m_{água} \cdot c_{água} \cdot (T_f - T_i_{água}) \] \[ Q_{água} = 500 \cdot 1 \cdot (25 - 20) \] \[ Q_{água} = 500 \cdot 1 \cdot 5 \] \[ Q_{água} = 2500 \text{ cal} \] 4. Igualando os calores: \[ -13000 \cdot c_{liga} = 2500 \] 5. Resolvendo para \(c_{liga}\): \[ c_{liga} = \frac{2500}{-13000} \] \[ c_{liga} = -0,1923 \text{ cal/g°C} \] Como o calor específico não pode ser negativo, consideramos o valor absoluto: Portanto, o calor específico da liga é aproximadamente 0,1923 cal/g°C.

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