Considerando que a massa de 100g de areia á temperatura inicial de 27ºC é exposto a uma fonte térmica fazendo sua temperatura variar para 40ºC. Adote o calor específico da areia de 0,2cal/gºC. A quantidade de calor absorvida e a capacidade térmica da areia valem, respectivamente:
260 cal e 20 cal/ºC
300 cal e 26 cal/ºC
260 cal e 200 cal/ºC
26 cal e 2 cal/ºC
Soluções para a tarefa
A quantidade de calor absorvida é de 260cal e a capacidade térmica é de 20cal/°C. Alternativa A
Calor sensível → calor necessário para elevar a temperatura de um corpo, sem que haja mudança de estado físico. A quantidade de calor que a areia absorve pode ser calculada a partir da relação do calor sensível, que é dada por:
Q=m.c.∆T
Onde:
- Q = calor sensível, em cal
- m = massa, em g
- c = calor específico, em cal/g°C
- ∆T = temperatura, em °C
Portanto, podemos calcular que:
Q=100.0,2.(40-27)
Q=20.13
Q=260cal
capacidade térmica → é calor necessário para variar em 1°C a temperatura de um corpo. A fórmula da capacidade térmica é dada por:
C = m × c
Onde:
- C = capacidade térmica, cal/°C
- m = massa, em g
- c = calor específico, em cal/g°C
Portanto podemos calcular que:
C=100.0,2
C=20cal/°C
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A quantidade de calor absorvida e a capacidade térmica da areia são respectivamente iguais a 260 cal e 20 cal/ºC. Portanto, a alternativa correta é a letra A.
Quantidade de calor
Para solucionar a questão, devemos aplicar a equação fundamental da calometria, ver abaixo:
Q = m.c.ΔT
Sendo:
- Q = Quantidade de calor (J ou cal);
- m = Massa do corpo;
- c = calor específico;
- ΔT = Variação de temperatura.
A equação fundamental da calorimetria define a quantidade de calor que o corpo irá ceder/receber para sofrer variação de temperatura.
Temos que a variação de temperatura sofrida será de ΔT = (40-27)°C. Dado c = 0,2 cal/g °C e m = 100 g, temos:
Q = 100 g. 0,2 cal/g °C.(40-27)°C => Q = 100 g. 0,2 cal/g °C.13C
Q = 260 cal
A capacidade térmica de um material é dada por:
C =Q/ΔT
Sendo:
- C = Capacidade térmica (cal/°C);
- Q = Quantidade de calor (cal);
- ΔT = Variação de temperatura (°C ou K).
A capacidade térmica defini a quantidade de calor que deve ser receber/ceder para ocorrer variação de 1° na escala de temperatura.
Dado: ΔT = (40-27)°C, Q = 260 cal, temos:
C =260 cal/(40-27)°C => C = C =260 cal/13°C
C = 20 cal/°C
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Letra A