Question

2) Considere um bloco de cobre de massa 600 g à temperatura de 30°C. Sendo ccu = 0.093 cal/g°C, determine:
a) a quantidade de calor que deve fornecer ao bloco para que sua temperatura aumente de 40°C para 110°C;
b) qual a sua temperatura quando forem cedidas ao bloco 8000 cal.

Answer 1

Resposta:

Solução:

$\sf \displaystyle Dados: \begin{cases} \sf m = 600\; g \\ \sf T_1 = 30 \: \textdegree C \\ \sf c = 0,093 \:cal/g\: \textdegree C \\ \end{cases}$

a)

$\sf \displaystyle Dados: \begin{cases} \sf Q = \:?\:cal \\ \sf T_2 = 40 \: \textdegree C \end{cases}$

Equação Fundamental da Calorimetria:

$\Large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q = m \cdot c \cdot \Delta T \end{array}\right$

Q →  quantidade de calor sensível (J ou cal);

m → massa do corpo (kg ou g);

c → calor específico (J/kg.°C ou cal/g.°C)

ΔT → variação de temperatura (°C).

Para calcular a quantidade de calor, substitui-se os valores dados na fórmula.

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q = 600 \cdot 0,093 \cdot (T_2 - T_1 ) \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q = 55,8 \cdot (40 - 30) \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q = 55,8 \cdot 10 \end{array}\right$

$\framebox{ \boldsymbol{ \sf \displaystyle \large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf Q = 558\: cal \end{array}\right }} \quad \gets \mathbf{ Resposta }$

b)

$\sf \displaystyle Dados: \begin{cases} \sf 8\:000 = \:?\:cal \\ \sf T_2 = \:?\: \: \textdegree C \\ \sf T_ 1 = 10\: \textdegree C \end{cases}$

Para calcular a temperatura, substitui-se os valores dados na fórmula.

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 8\:000 = 600 \cdot 0,093 \cdot (T_2 - 10 ) \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 8\:000 = 55,8\cdot (T_2 - 10 ) \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 8\:000 = 55,8\cdot T_2 - 558 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 55,8\cdot T_2 - 558 = 8\:000 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 55,8\cdot T_2 = 8\:000 +558\end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf 55,8\cdot T_2 = 8\;558 \end{array}\right$

$\large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf T_2 = \dfrac{ 8\;558 } { 55,8} \end{array}\right$

$\framebox{ \boldsymbol{ \sf \displaystyle \large \sf \displaystyle \left\begin{array}{ccc} \sf T_2 = 153,37\: \textdegree C \end{array}\right }} \quad \gets \mathbf{ Resposta }$

Explicação:

Calorimetria  → é a parte da física que estuda os fenômenos relacionados as trocas de energia térmica.