1) Um corpo de cobre com massa 100g (m) encontra se a 20°C ( Ti ). Se o calor específico do cobre é igual a 0,05 cal/g°C (c), qual será a temperatura final (Tf) depois de receber 50 cal ( Q )?
2) Numa determinada escala TB, um termômetro marca 0°TB para o ponto de fusão do gelo 0°C e 50°TB para o ponto de ebulição 100°C da água , ao nível do mar. Que temperatura esse termômetro marcaria se fosse mergulhado em um líquido cuja temperatura é de 10°C?
3) Determine a quantidade de calor necessária para transformar 200g de gelo a -20 °C em água a 20°C. Dados calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g, calor específico da água = 1 cal/g°C e calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C.
4) Qual é a massa de um corpo que recebeu 500 calorias no processo de evaporação? ( L= 5cal/g )
Soluções para a tarefa
Resposta:
1) A temperatura final será de 30ºC; 2) A temperatura desse termômetro marcará 5º TB; 3) A quantidade de calor necessária será de 22 kcal; 4) A massa do corpo é de 100 g.
Explicação:
1) Primeiro retira-se as informações que a questão lhe dá e o que ela pede para que você encontre.
m = 100 g
Ti = 20 ºC
c = 0,05 cal/gºC
Tf = ?
Q = 50 cal
Com base nas informações a equação utilizida aqui é a fundamental da calorimetria:
Q = m * c * (Tf - Ti)
Onde Q é o calor recebido ou doado, m é a massa, c é calor específico, Tf é a temperatura final e Ti a temperatura inicial.
Q = m * c * (Tf - Ti)
50 = 100 * 0,05 * (Tf - 20)
50 = 5 * (Tf - 20)
50 = 5Tf - 100
50 + 100 = 5Tf
150 = 5Tf
30 ºC = Tf
Por isso a temperatura final dessa situação é de 30 ºC.
2) Para resolvermos essa questão podemos usar uma simples regra de três.
50ºTB = 100ºC
X ºTB = 10ºC
100X = 50 * 10
100X = 500
X = 5ºTB
A temperatura que equivale a 10ºC é de 5ºTB.
3) Primeiro retira-se as informações que a questão lhe dá e o que ela pede para que você encontre.
Q = ?
m = 200 g
Ti (gelo) = -20ºC
Tf (água) = 20ºC
L (fusão) = 80 cal/g
c (água) = 1 cal/gºC
c (gelo) = 0,5 cal/gºC
Com essas informações sabe-se que tem que aplicar a equação fundamental da calorimetria, porém tem que lembra que no ponto de fusão não tem aumento de temperatura enquanto o gelo não derreter todo nesse momento se calculará o calor latente. Então vão ser calculados três quantidade de calor: a primeira para aquecer o gelo até a temperatura de zero graus (Q1), a segunda é o calor latente de fusão (Q2) e a terceira para aquecer a água até a temperatura de 20ºC (Q3).
Q1 = m * c * (Tf - Ti)
Q1 = 200 * 0,5 * [0 - (-20)] => Q1 = 100 * 20 => Q1 = 2000 cal
Q2 = m * L
Q2 = 200 * 80 => Q2 = 16000 cal
Q3 = m * c * (Tf - Ti)
Q3 = 200 * 1 * (20 - 0) => Q3 = 200 * (20) => Q3 = 4000 cal
A quatidade de calor total é a soma das três que foram calculadas.
Q(total) = Q1 + Q2 + Q3
Q(total) = 2000 + 16000 + 4000
Q(total) = 22000 cal ou 22 * 10³ cal ou 22kcal
4) Primeiro retira-se as informações que a questão lhe dá e o que ela pede para que você encontre.
m = ?
Q = 500 cal
L = 5 cal/g
Com essas informações usamos a equação do calor latente.
Q = m * L
500 = m * 5
500/5 = m
100 g = m
A massa do corpo é de 100 g.