Quinhentos gramas de um líquido recebem 2000 cal de
calor de uma fonte quente. Sabendo-se que a tempera-
tura do líquido sofre um aumento de 50 °C, determine:
a) a capacidade térmica do líquido;
b) o calor específico do líquido.
Soluções para a tarefa
Primeiro, vamos entender o que é a capacidade térmica. A capacidade térmica é a relação entre a quantidade de energia que um corpo absorve e a variação de temperatura observada nele. Podemos descrevê-la com essa equação:
C = Q/ΔT
Onde C é a capacidade térmica, Q é quantidade de calor recebida, e ΔT é a variação da temperatura do corpo. Vemos no enunciado que a quantidade de calor recebida dor de 2000 calorias, e a variação de temperatura foi de 50 ºC Substituiremos esses valores na fórmula.
C = 2000 / 50
C = 40 cal / ºC
Já que estamos usando a energia térmica em calorias e a temperatura em Celsius, obtemos a unidade cal / ºC para a capacidade térmica. Uma coisa importante a se notar, é que quanto mais massa tiver um corpo, maior será a sua capacidade térmica, então a capacidade térmica é particular para cada objeto.
Se quisermos saber como cada material aumenta a sua temperatura ao receber calor independente da massa do objeto, devemos descobrir o seu calor específico. O calor específico é determinado pela fórmula:
c = C / m
Sendo c o calor específico, C a capacidade térmica do objeto e m a sua massa. Já sabemos a capacidade térmica devido a questão anterior e a massa está descrita no enunciado, então vamos aplicar esses valores.
c = 40 / 500
c = 0,08 cal / g ºC
Como a massa está em gramas, obtemos o calor específico em cal / g ºC.
Como esse valor é particular a esse material, nós podemos usá-los para compará-lo com outros materiais. Por exemplo, sabemos que o calor específico da água é 1 cal / g ºC, então temos a noção que esse material se esquenta com muito mais facilidade do que uma garrafa d'água.
Uma observação, apesar da unidade cal / g ºC ser amplamente utilizada, ela não faz parte do Sistema Internacional. Para obtermos os valores no Sistema Internacional, devemos usar a energia em Joules (J) e a massa em quilogramas (Kg) e a temperatura em Kelvin (K). Para treinar, você pode refazer a questão convertendo os valores:
1 g = 0,001 kg
1 cal = 4,184 J
Δ 1 ºC = Δ 1 K
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