Questão 02 (valor: 1,5 ponto)
Durante meio minuto um corpo cuja massa é igual a 0,2 kg é submetido a um aquecimento. O corpo obtém calor constantemente de uma fonte cuja potência fornecida é 210 W. Considerando 1 cal = 4,2 3, qual a capacidade térmica do corpo? O gráfico a seguir representa temperatura em função do tempo.
Questão 03 (valor: 1,5 ponto)
Considere um bloco de gelo com temperatura de -20 °C, 0,01 Kg de massa e 0,04 kg de água com temperatura de 40 °C. Eles são colocados no interior de um calorímetro considerado ideal. Determine a temperatura correspondente ao equilíbrio térmico. (Cágua = 1,0 cal/g °C; Coelo 0,50 cal/g °C; Lelo = 80 cal/g).
Soluções para a tarefa
Questão 2 - A capacidade térmica do corpo 150 cal/°c
Questão 3 - A temperatura correspondente ao equilíbrio térmico é θf = 15,5 °C (Aproximadamente)
Capacidade Térmica e Equilíbrio Térmico
Questão 2
- Passo 1: Primeiramente vamos fazer as conversões necessárias para encontrar a quantidade de calor fornecida pela fonte
1W equivale a 1J/s, logo temos, 210W = 210J/s
De acordo com o enunciado, 1 cal = 4,2J
1 cal ------ 4,2J
x cal ------ 210J
4,2 x = 210
x = 210 / 4,2
x = 50 cal → Então a fonte nos fornece 50 cal por segundo.
- Passo 2: Agora devemos calcular a quantidade de calor fornecida pela fonte:
Q = 50 . 30 = 1500 cal
- Passo 3: Finalmente calcular a capacidade térmica do corpo:
C = Q/Δθ → Equação da capacidade térmica
C = 1500/(25-15)
C = 1500/10 = 150 cal/°c
Questão 3
Equilíbrio Térmico
Def. Equilíbrio térmico é a tendência que os corpos têm de trocar energia térmica entre si até que suas temperaturas se igualem.
Podemos calcular pelo Somatório ∑Q = 0.
- Passo 1: Vamos analisar os dados da questão:
Bloco de gelo Água
m = 0,01kg → 10g m = 0,04kg → 40g
θo = -20 °C θo = 40 °C
c = 0,5 cal/g °C c = 1 cal/g °C
- Passo 2: Agora precisamos calcular o somatório das quantidades de calor
Q = m . c . Δθ → Calor sensível
Q = m . L → calor Latente
Qgelo + Qlatente + Qagua = 0
10 . 0,5 . (θf - (-20)) + 10 . 80 + 40 . 1 . (θf - 40) = 0
5 . (θf + 20) + 800 + 40 . (θf - 40) = 0
5θf + 100 + 800 + 40θf - 1600 = 0
45θf - 700 = 0
45θf = 700
θf = 15,5°C (Aproximadamente)
Espero ter ajudado! = )
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