GENTE EU PRECISO DE AJUDA PRA HJJJ
Tem-se duas peças de mesma massa M, uma de ouro e outra de alumínio, ambas
a 20 ◦C. O ouro possui calor especíco igual a 0,03 cal/g
◦C, calor latente de fusão igual a 15
cal/g e ponto de fusão igual a 1060 ◦C. O alumínio possui calor especíco igual a 0,2 cal/g
◦C ,
calor latente de fusão igual a 95 cal/g e ponto de fusão igual a 660 ◦C. O calor necessário para
fundir totalmente a peça de ouro é o suciente para
a) fundir completamente a peça de alumínio e elevar a temperatura do liquido a 1064 ◦C.
b) fundir completamente a peça de alumínio sem ultrapassar a temperatura de 660 ◦C.
c) elevar a temperatura da peça de alumínio a 251 ◦C.
d) elevar a temperatura da peça de alumínio a 231 ◦C.
e) fundir apenas 1/4 da peça de alumínio.
Soluções para a tarefa
Resposta: D
Explicação:
Vamos usar duas fórmulas:
Q = mcΔT (Para calor específico)
Q = mL (Para calor latente)
Em que:
Q = energia
m = massa
c = calor específico
ΔT = variação de temperatura
L = calor latente
Agora vamos analisar as informações que o enunciado nos dá:
Ambas as peças possuem massa M
Ambas as peças iniciam o processo com uma temperatura de 20 ºC
Ouro:
c = 0,03
L = 15
Fusão = 1060 ºC
Alumínio:
c = 0,2
L = 95
Fusão = 660 ºC
Agora vamos aplicar as fórmulas em cada peça:
Ouro:
Q = mct
Q = 0,03 * (1060 - 20) * M
Q = 0,03 * 1040 * M
Q = 31,2M
Q = mL
Q = 15M
Alumínio:
Q = mct
Q = 0,2 * (660 - 20) * M
Q = 0,2 * 640 * M
Q = 128M
Q = mL
Q = 95M
Agora vamos aplicar um conceito de termofísica. Quando estamos alterando a temperatura de um objeto, usamos o calor específico, e quando estamos fazendo este objeto mudar de estado físico, a sua temperatura não muda até que todo o objeto tenha mudado de estado físico, por isso usa-se o calor latente. Usando este conceito sabemos que não pode ser a E. Perceba que, no total, a energia usada pra fundir o ouro é menor que a energia usada pra fundir o alumínio:
31,2 + 15 = 46,2
128 + 95 = 223
Logo, não pode ser a A, pois a A está considerando que usamos mais energia pra fundir o ouro do que o alumínio quando é o contrário na verdade.
A alternativa B não faz sentido, pois para se fundir a peça de alumínio é necessário ultrapassar a temperatura de 660 ºC.
Ficamos somente com a C e a D. Para saber qual está certa é necessário fazer o cálculo, mas é muito simples. Vimos que, usando 128 de energia conseguimos elevar a temperatura da peça de alumínio em 640ºC, então, usando 46,2 elevaríamos em quanto? É uma regra de três (Não somei com o calor latente do alumínio pois o alumínio não chega a fundir; e usei o calor latente do ouro pois o enunciado diz "O calor necessário para fundir totalmente a peça de ouro" portanto devemos incluí-lo).
128 ---- 640
46,2 ---- x
128x = 640 * 46,2
128x = 29568
x = 29568/128
x = 231ºC
Logo, é a D.