Na natureza encontramos a energia em diversas formas. Uma delas, que é muito importante, é o calor. Para entendê-lo, pense em uma xícara de café quente sobre a sua mesa. Após algum tempo esse café estará frio, ou melhor, com a mesma temperatura que o ambiente. Esse fenômeno não é uma exclusividade da xícara de café quente, mas ocorre com todos os corpos que estão em contato de alguma forma e com temperaturas diferentes. Neste contexto, em uma situação problema, coloca-se para aquecer 400 g de água, utilizando uma fonte térmica de potência de 100 cal/s. Sendo o calor especifico da água igual a 1,0 cal/g °C e utilizando a variação de 30 ºC para 100 ºC, foi possível obter um rendimento de 100% . Considerando a situação apresentada, avalie as seguintes asserções e a relação entre elas.
I. O tempo gasto no aquecimento da água foi de 2 minutos.
PORQUE
II. A quantidade de calor foi de 10 kcal.
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
Escolha uma:
a.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
b.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas II não é uma justificativa da I.
c.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e II é uma justificativa da I.
d.
As asserções I e II são proposições falsas.
e.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Soluções para a tarefa
As duas asserções são falsas o tempo para aquecer uma massa de água de 400 g a uma temperatura de 30 ºC para 100ºC utilizando uma fonte térmica de potência de 100 cal/s foi de 4,67 min e o calor trocado no processo foi de 28.000 cal, logo a alternativa correta é a letra D.
Calor sensível
O calor sensível é a quantidade de calor necessária para se fornecer a um corpo para que a sua temperatura aumente sem que haja mudança de estado. E ele pode ser definido pela seguinte fórmula:
Q = m . c . Δθ
Sendo:
- Q o calor sensível.
- m a massa do corpo.
- c calor específico do corpo.
- Δθ a variação de temperatura.
Da fórmula para cálculo do calor necessário para aquecer uma massa de água igual a 400 g de 30 ºC para 100 ºC por uma fonte térmica, lembrando que o calor específico da água é igual a 1 cal/g. ºC:
Q = m . c . Δθ = 400 . 1 . (100-30)
Q = 28.000 cal
Logo, afirmação II está incorreta, a quantidade de calor necessária foi de 28 kcal. E se a fonte térmica possui uma potência de 100 cal/s, ou seja, fornece 100 cal a cada segundo, tem-se que:
P = Q/Δt
100 = 28.000/Δt
Δt = 280 s= 4,67 min
Logo, a afirmação I também está incorreta, são necessários 4,67 min para aquecer esta massa de água.
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