Question

Segundo a Biblioteca Virtual Leite Lopes, O calor de combustão de um combustível é a quantidade de calor que 1 grama da substância produz, ao ser completamente queimada. (www.prossiga.br/leitelopes/) O calor de combustão do carvão vegetal pode ter valores muito variáveis, mas um valor médio bem aceito é 3,0 • 107 J/kg. Nesse caso, sabendo-se que o calor específico da água é 4,2-103 J/(kg-0C), e supondo que não haja perdas, a massa de carvão que, completamente queimada, fornece a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de j,0 kg de água de 28 °C à fervura (100 °C), em gramas, é aproximadamente de (A) 600. (B) 300. (C) 150. (D) 50. (E) 10

Answer 1

Olá!

A quantidade de calor é uma grandeza física capaz de fazer com que a energia térmica trocada por um corpo produza uma variação de temperatura.

Sendo assim, vamos calcular primeiramente a quantidade de calor necessária para podermos aquecer a água. A quantidade de calor pode ser calculada por: Q = m × c × ΔT, onde:

Q = quantidade de calor.
m = massa.
c = calor específico da substância. 
ΔT = variação de temperatura.

Então:

Q = m × c × ΔT
Q = 1 × 4,2.10^3 × (100 - 28)
Q = 4,2.10^3 × 72
Q ≈ 3.10^5 J.

Agora, vamos calcular a massa do carvão vegetal que será queimada, para isso vamos utilizar outra expressão de quantidade de calor (com o uso da capacidade térmica): Q = C × m, onde: 

Q = quantidade de calor.
C = capacidade térmica.
m = massa.

Q = C × m
3.10^5 = 3.10^7 × m
m = 3.10^5 / 3.10^7
m = 1.10^-2 kg.
m = 0,010 g.

Portanto, a alternativa correta é a alternativa E, 10 gramas.