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:
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 $.
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 $.
Passo 5
Para encontrar o calor total que deve ser fornecido, somamos os calores da água e do cobre:
Resposta
O calor total que deve ser fornecido à chaleira é de aproximadamente 256,41 Joules.