Question

1. Em um experimento verifica-se que é necessário fornecer 2000 cal a uma massa de 250 g de certa substância para que sua temperatura varie de 20 °C a 60 °C. Calcule o valor específico da substância em questão.
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2. O calor específico do zinco é, aproximadamente, de 0,1 cal/g°C. De posse desta informação calcule: a) A quantidade de calor absorvida por 1 kg de zinco para que a sua temperatura se altere em 10 °C. b) A variação de temperatura sofrida por 500 g de zinco ao perder 5000 cal de calor ao ambiente. c) A massa de zinco que, ao absorver 2000 cal, altera sua temperatura em 80 °C
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3. Quando um corpo de certa massa m, formado por determinado material, absorve 200 cal, sua temperatura eleva em 2 °C. Outro corpo, formado pelo mesmo material, tem massa 2m. Se este outro corpo absorver 400 cal, determine qual será sua variação de temperatura.
Sua resposta

4. Uma massa de 250 g de água a 40 °C é despejada no interior de um calorímetro, cuja capacidade térmica é desprezivel. Junto com a água, é posto um bloco de 20 g de cobre na temperatura de 120 °C. Determine em que temperatura o sistema chega ao equilíbrio térmico.
Sua resposta

5. (PUC-RJ) Uma barra metálica, que está sendo trabalhada por um ferreiro, tem massa de 2kg e está em determinada temperatura T. O calor específico deo metal é 0,10 cal/g°C. Suponha que o ferreiro mergulhe a barra em um balde contendo 10 litros de água a 20 °C. A temperatura da água no balde sobre 10 °C com relação à sua temperatura inicial ao chegar ao equilíbrio. Calcule a temperatura T da barra metálica.Dado : calor específico da água: 1 cal/g°C Densidade da água: 1 g/mL
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Answer 1

1) pela equação da calorimetria $Q=mc\Delta T$ encontramos $c=2200$ pois $2000=0,25\times c\times (60-20)$

2)  pela equação da calorimetria $Q=mc\Delta T$ encontramos $Q=1J$ pois $Q=1\times 0,1\times 10$

3)  O primeiro corpo descrito pela equação $400=mc\times T_1$ (onde $T_1=2^\circ$

O segundo  corpo descrito pela equação $400=(2m)c\times T_2$

Como a quantidade de calor $Q$ é igual nos dois casos, podemos fazer

$400=mc\times T_1=(2m)c\times T_2$

Ou seja

$mc\times T_1=2mc\times T_2$

Podemos dividor a equação por  $mc$

$\dfrac{mc}{mc}\times T_1=2\dfrac{mc}{mc}\times T_2$

$T_1=2 T_2$

portanto $T_2 =\frac{T_1}{2}=\frac{2^\circ C}{2}=1^\circ C$

4) Nos casos de troca de calor, temos que o somatório dos calores é zero (ou seja, entram em equilíbrio térmico):

a equação para a água é

$Q_{agua}=0,25\times1\times(T_f-40)$

a equação para cobre é

$Q_{cobre}=0,02\times0,09\times(T_f-120)$

como a soma é zero, teremos

$Q_{agua}+Q_{cobre}=0$

$0,25\times1\times(T_f-40)+0,02\times0,09\times(T_f-120)$

$\dfrac{25}{100}\times(T_f-40)+\dfrac{18}{10000}\times(T_f-120)$

$(\dfrac{25}{100}+\dfrac{18}{10000})\timesT_f=(\dfrac{25\times40}{100}+\dfrac{18\times120}{10000})=125,5$

5) Nos casos de troca de calor, temos que o somatório dos calores é zero (ou seja, entram em equilíbrio térmico):

a equação para a água é

$Q_{agua}=10\times1\times(30-20)$

a equação para o metal é

$Q_{metal}=2\times0,1\times(30-T_0)$

como a soma é zero, teremos

$Q_{agua}+Q_{metal}=0$

$10\times1\times(30-20)+2\times0,1\times(30-T_0)=0$

$100+0,2\times(30-T_0)=0$

$100+6-0,2T_0=0$

$T_0=530$