Calcule o calor que deve ser fornecido a uma chaleira de cobre de massa 500 g, que contém 750 g de água, para aumentar sua temperatura de 23ºC até o ponto de ebulição de água 100ºC.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre calorimetria, que faz parte da física térmica. A gente precisa calcular quanto de calor é necessário para aquecer uma chaleira de cobre com 500 g de massa e que contém 750 g de água, aumentando a temperatura de 23ºC até 100ºC, que é o ponto de ebulição da água. Para isso, vamos precisar usar a fórmula do calor sensível e considerar os calores específicos tanto do cobre quanto da água.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a quantidade de calor necessária para aquecer um material é dada pela fórmula:
Q = m times c times De
Onde:
  • $ Q $ é a quantidade de calor (em calorias ou Joules),
  • $ m $ é a massa do material (em gramas),
  • $ c $ é o calor específico do material,
  • $ \Delta T $ é a variação de temperatura.

Passo 3

Vamos calcular o calor necessário para aquecer a água. Sabemos que o calor específico da água é aproximadamente $ 4,18 , J/g°C $.
4,18 , J/g°C ááá
Qágua = mágua times cágua times Deá
Qágua = 750 , g times 4,18 , J/g°C times (100°C - 23°C) á
Qágua = 750 times 4,18 times 77 á
Qágua = 750 times 321,86 á

Passo 4

Agora, vamos calcular o calor necessário para aquecer a chaleira de cobre. O calor específico do cobre é aproximadamente $ 0,39 , J/g°C $.
0,39 , J/g°C
Qcobre = mcobre times ccobre times De
Qcobre = 500 , g times 0,39 , J/g°C times (100°C - 23°C)
Qcobre = 500 times 0,39 times 77
Qcobre = 500 times 30,03

Passo 5

Para encontrar o calor total que deve ser fornecido, somamos os calores da água e do cobre:
Qtotal = Qágua + Qcobre á
Qtotal = 241.395 , J + 15.015 , J
Qtotal = 256.41 , J

Resposta

O calor total que deve ser fornecido à chaleira é de aproximadamente 256,41 Joules.

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