Question

um aquecedor fornece, continuamente, 150 cal/s a uma certa barra de metal. verifica-Se que a temperatura da barra aumenta de 20° a 60°C em 240 segundos (4 minutos).
Dados: calor específico sensível do metal=0,2 cal/g. °C; calor específico sensível da água = 1,0 cal/g°C.

a)qual é a massa dessa barra?

b) qual e a capacidade térmica dessa barra?

Answer 1

Vamos lá...

Nomenclaturas:

Q = quantidade de calor.
m = massa.
c = calor específico.
DT = delta T, variação de temperatura.
C = capacidade térmica.

Aplicação:

"QUESTÃO A".

Observe que o exercício nos informa a variação de temperatura na barra durante um intervalo de tempo de 240 segundos, com isso, devemos definir a quantidade de calor final, veja:

$quantidade \: de \: calor \: apos \: 240 \: segundos \\ \\ q = 150 \times 240. \\ q = 36.000cal /s.$

Agora que sabemos a quantidade se calor obtido após 240 segundos, podemos encontrar a massa da barra, para isso, utilizaremos o termo geral da calorimetria, assim:

$Q = \: m \times c \times DT. \\ 36000 = m \times 0.2 \times (60 - 20). \\ 36000 = m \times0.2 \times 40. \\ 36000 = 8m. \\ \\ m = \frac{36000}{8} \\ \\ m = 4500g.$

Portanto, a massa da barra equivale a 4,500 gramas.

"QUESTÃO B".

Para calcularmos a capacidade térmica podemos utilizar sua própria propriedade, siga:

$C = m \: \times \: c. \\ C = 4500 \times 0.2. \\ C = 900cal/ \: C.$

Por fim, a capacidade térmica da barra equivale a 900cal/°C.

Espero ter ajudado!