1) Determine a quantidade de calor necessária para aquecer o volume de 3 L de água a uma temperatura de 30°C até a temperatura de 90°C, em condições normais de pressão. Dados: (densidade da água: 1kg/L; calor específico da água: 1 cal/g°C ou 4200 J/kg.K; 1 cal = 4,2 J). (Apresente os cálculos necessários!)
Soluções para a tarefa
Resposta:
A quantidade de calor necessária nesse processo é dada por:
Q = m.c.Δθ
Explicação:
– "Q" é a quantidade de calor necessária;
– "m" é a massa de água que será aquecida;
– "c" é o calor específico de água;
– "Δθ" é a variação de temperatura durante o processo de aquecimento.
Sabemos que:
– O calor específico da água é c = 4200 J/(kg.K);
– A variação de temperatura é Δθ = 100 °C - 25 °C = 75 °C — na escala Kelvin, a variação seria 75 K.
– A densidade da água indica que há 1 kg de água por litro de água. Assim, em 2 litros de água, temos 2 kg de água.
Logo:
Q = m.c.Δθ
Q = (2 [kg]).(4200 [J/kg.K]).(75 [K])
Q = 630000 J
Observe que também há essa possibilidade:
Q = m.c.Δθ
Q = (2000 [g]).(1 [cal/g.°C]).(75 [°C])
Q = 150000 cal
O valor obtido é o mesmo, pois 150000 cal = 630000 J — se você multiplicar 150000 cal por 4,2 [J/cal], chegará em 630000 J.
Tudo depende das unidades que você preferir usar, ou então você usa as unidades que forem mais convenientes de acordo com o que o exercício pedir.