Question

(PUC-MG) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram colocados 100 g de água a 30 °C e 200 g de ferro a 90 °C. O calor específico da água é igual a 1,0 cal/g °C e o do ferro, 0,10 cal/g °C. Qual dos gráficos melhor representa a variação de temperatura desses corpos em função da quantidade de calor trocado? *

Answer 1

Resposta:

Deve-se atentar que todo o calor cedido pelo ferro será absorvido pela água. Logo, o calor das duas substâncias é igual em módulo. Além disso, a temperatura de equilíbrio deve ser um valor intermediário entre $30$ºC e $90$ºC, o que permite já excluir o último gráfico.

Nesse ponto, devemos notar que o gráfico representa a temperatura em função do calor. Portanto,a  inclinação das retas será dada por $\frac{\Delta T}{Q}$. O cálculo pode ser feito por:

$Q_F=M_F*c_F*\Delta T_F\\Q_F=200*0,1*\Delta T_F\\Q_F=20*\Delta T_F\\\frac{\Delta T_F}{Q_F}=\frac{1}{20} = 0,05$

Para a água, tem-se:

$Q_A=M_A*c_A*\Delta T_A\\Q_A=100*1*\Delta T_A\\Q_A=100*\Delta T_A\\\frac{\Delta T_A}{Q_A}=\frac{1}{100} = 0,01$

Nota-se, portanto, que a inclinação da reta para o ferro é maior que para a água. logo, o gráfico correto deve ter a reta superior (ferro) mais inclinada que a inferior (água). Este é o caso do segundo gráfico.

Resposta: segundo gráfico