Question

O gráfico representa o aquecimento de um corpo de 15gde massa composto por uma substância pura. À temperatura de 320°, o corpo é aquecido por uma fonte de potência térmica constante e desprezando as perdas para o ambiente, responda: qual é o valor do calor específico do corpo no estado gasoso??

Answer 1

Mudança de temperatura : Calor sensível →

Q = m * c * ΔT
(Q → Calor recebido; m → massa, c  → calor específico (da fase)  e ΔT → Variação de temperatura (T. final - T. inicial);

Mudança de estado : Calor latente →
Q' = m * L
(Q' → Calor necessário à mudança de fase; m → massa e L → Calor latente da mudança de estado)...

Descobrindo a massa do corpo :

Como não há mudança de temperatura na mudança de estado físico, então, no gráfico, é representada a mudança de estado (no caso, ebulição) quando a temperatura permanece a 330 ºC (aliás, temperatura de ebulição) e o calor aumenta.

O corpo, enquanto mantinha 330 ºC,  já tinha inicialmente 600 calorias e, no final (quando a mudança de fase acaba e a temperatura volta a subir) estava com 1200 calorias.
Ou seja, ele absorveu 1200 - 600 = 600 calorias na mudança de estado.

Q' = m * L → Sendo ⇒ Q' = 600 cal (absorvidas na mudança de estado) e L = 40 cal/g :

600 = m * 40
m = 600 / 40
m = 15 gramas ⇒ Massa do corpo em questão !

Após isso, o corpo vai dos 330 °C aos 360  °C, recebendo :
1800 - 1200 = 600 calorias recebidas !

Q = m * c * ΔT
Q = m * c * (T. final - T. inicial)
Sendo ⇒
Q = 600 cal absorvidos no aumento da temperatura;
m = 15 g;
(c = ???...)
T. inicial = 330 ºC;
T. final = 360 ºC...

600 = 15 * c * (360 - 330)
600 = 15 * c * 30
600 = 450 * c
c = 600 / 450
c ≈ 1,333... cal /(g * ºC) ⇒ Calor específico da substância na fase gasosa !