Question

QUESTÃO: O calor específico de um bloco de 100 g de um material necessita ser determinado. O bloco é colocado em um calorímetro de cobre de 25 g que contém 60 g de água. O sistema está inicialmente a 20 °C. A seguir, 120 g de água a 80 °C são adicionadas ao vaso do calorímetro. Quando o equilíbrio térmico é atingido, a temperatura da água é de 54 °C. Determine o calor específico do bloco. *

Answer 1

O calor específico do bloco é de, aproximadamente, 0,294 cal/g.°C

• O que é calor específico?

Calor específico é a grandeza que informa se o corpo é um bom aproveitador de calor ou não. Quanto maior o calor específico de uma substância, por exemplo, mais fácil de sua temperatura aumentar quando ela recebe calor.

Observe o exemplo da água e da areia. Sabemos que, sob as mesmas condições de fornecimento de calor, a água esquenta mais devagar que areia. Isso porque a areia possui maior calor específico em comparação com a água, consequentemente a areia esquentará mais.

• Como calcular o calor específico de um objeto?

Para encontrar o calor específico, podemos utilizar as fórmulas bem conhecidas da calorimetria. Envolvendo a troca de calor entre corpos, temos:

Princípio da igualdade das trocas de calor:

$\boxed{\mathsf{Q_1 + Q_2 + \cdots + Q_n = 0}}$

Onde as quantidades de calor enumeradas são as envolvidas no sistema, recebidas e fornecidas.

Fórmula da quantidade de calor sensível:

$\large{\boxed{\mathsf{Q = m.c.\Delta T}}}$

Onde:

1. m é a massa do objeto.
2. c é o calor específico do objeto.
3. ΔT é a variação de temperatura do objeto na troca de calor.

• Como resolver a questão?

De início, temos que a soma de todos os calores envolvidos no sistema (considerando as temperaturas iniciais e finais de cada um) deve ser igual a 0.

Sabendo que o calor específico do cobre é de 0,094  cal/g°C, então, pela fórmula da quantidade de calor, obtemos:

$\mathsf{Q_{bloco} = 100.c_b.(54-20) = 3400.c_b~cal}\\\\\mathsf{Q_{calor\'imetro}} = 25.0{,}094.(54-20) = 79{,}9~cal}\\\\\mathsf{Q_{\'agua~fria} = 60.1.(54-20) = 2040~cal}\\\\\mathsf{Q_{\'agua~quente} = 120.1.(54-80) = -3120~cal}$

Logo, pela fórmula da conservação de calor, encontramos que o calor específico do bloco (cb) é:

$\mathsf{3400c_b + 79{,}9 + 2040 - 3120 = 0 \Rightarrow 3400.c_b = 1000{,}1 \Rightarrow \boxed{c_b \approx 0{,}294 ~cal/g\°C}}$

• Leia mais sobre calor específico em:

https://brainly.com.br/tarefa/24959685