Durante o seu período de treinamento no centro de pesquisas, você foi alocado primeiramente no laboratório de análises térmicas, integrando um grupo com diversos pesquisadores. No momento está sendo desenvolvido uma nova liga metálica para ser utilizada na construção civil.
Como primeira tarefa na equipe, o pesquisador chefe lhe encarregou de determinar a capacidade calorífica de um nova liga metálica. Esse valor é importante de ser determinado a fim de prever o comportamento das estruturas em relação a deformação e resistência.
O instrumento apropriado para determinar a capacidade calorífica de materiais sólidos ou líquidos é o calorímetro (bomba calorimétrica). Para determinação do calor específico ou capacidade calorífica, você preenche o calorímetro com 100 g de sua liga metálica e 500 g de água líquida, ambos na temperatura ambiente de 25 °C. O manual do calorímetro fornece que sua capacidade térmica vale 5 cal/°C. Então, o calorímetro é ligado e aquecido até a temperatura final de 80 °C, tendo indicado um consumo de 66380 cal de energia.
Em suas pesquisas, você determinou que o calor específico da água utilizada é 1 cal/g°C.
Considerando o que foi exposto, determine o valor da capacidade calorífica dessa nova liga metálica.
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Estima-se que a capacidade calorífica será de 7 cal/(g.°C).
A variação de temperatura foi de 80-25 = 55°C no total.
Devemos desconsiderar nos cálculos a capacidade térmica do equipamento de 5 cal/°C que absorverá uma energia total de 5*55 = 275 cal.
A água consumirá um total de energia de:
Qagua = C * m * ΔT
Qagua = 1 * 500 * 55 = 27500 cal
Sendo assim o consumo de energia total da liga foi de:
Qliga = 66380 - Qagua - Qequip
Qliga = 66380 - 27500 - 275
Qliga = 38605 cal
Enfim, a capacidade da nova liga metálica será de:
Qliga = Cliga * mliga * ΔT
38605 = Cliga * 100 * 55
Cliga = 38605/(100*55)
Cliga ≅ 7 cal/(g.°C)
Espero ter ajudado!
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