Suponha que dois tanques rígidos estão recebendo o mesmo fluxo constante de calor . O tanque contém a substância e o tanque contém a substância . O gráfico abaixo apresenta a evolução da temperatura das substâncias em função do tempo. Qual das duas substâncias possui o maior calor específico a volume constante no momento indicado pela figura?
Passo 1
O enunciado diz que existem duas substância ( e ) dentro de dois tanques rígidos ( e ), recebendo a mesma quantidade de calor por segundo. Essa taxa de calor que cada um deles recebe é igual a . Mas se as duas substâncias recebem a mesma taxa de calor, por que o gráfico de mostra que as temperaturas de e variam com velocidades diferentes?
A resposta para essa pergunta vai ajudar a gente a responder a pergunta do enunciado! e variam suas temperaturas de forma diferente, porque cada substância precisa de uma quantidade diferente de calor para variar a temperatura. Quanto mais energia uma substância precisar absorver para aumentar sua temperatura, mais lento vai ser seu aquecimento.
O oposto também é verdade! Quanto menos energia uma substância precisar absorver para aumentar sua temperatura, mais rápido vai ser seu aquecimento. Por exemplo, a madeira aquece mais devagar do que o metal! Se a gente encontar no metal depois de ele ser aquecido durante um tempo, provavelmente sua mão vai queimar com a temperatura. Isso não ocorreria com a madeira!
Vemos no gráfico do enunciado que a substância varia menos a sua temperatura no instante , porque a inclinação da sua curva de temperatura é menor. Isso quer dizer que sua temperatura está variando de forma mais lenta nesse momento. Ou seja, a substância precisa de mais energia para variar sua temperatura! E o que isso tem a ver com a pergunta do enunciado sobre o calor específico das substâncias e ?
Veremos isso no próximo passo!
Passo 2
O enunciado quer saber qual substância ( ou ) possui o maior calor específico . Mas qual o conexão entre essa pergunta e a discussão que fizemos até aqui?
O calor específico mede a quantidade de energia que uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura!
Quanto maior o calor específico da substância, mais energia ela precisa absorver para aumentar sua temperatura. Isso quer dizer que a substância tem o maior calor específico no momento ! Ela precisa absorver mais energia por calor para variar sua temperatura. Isso torna o seu aquecimento mais lento naquele instante e deixa a sua curva de temperatura com uma inclinação menor!
Resposta
Substância