Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma temperatura To = 20 °C ao nível do mar. Uma certa quantidade de calor correspondendo a 48 kJ é transferida à água, que atinge uma temperatura T. Supondo que todo o calor transferido foi absorvido pela água, sabendo que o calor específico da água vale c = 1 cal/g °C e considerando a conversão 1 cal = 4 J, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da temperatura final da água, que se mantém líquida em todo o processo.
O T = 60 °C.
O T = 70 °C.
O T = 80 °C.
O T = 90 °C.
O T = 100 °C.
O T = 60 °C.
O T = 70 °C.
O T = 80 °C.
O T = 90 °C.
O T = 100 °C.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre calorimetria, que é a parte da física que estuda como o calor é transferido entre substâncias. Temos 200 g de água a 20°C, e uma quantidade de calor de 48 kJ é transferida para essa água. Precisamos descobrir qual vai ser a temperatura final da água após esse aquecimento.
Passo 2
Primeiro, vamos alinhar as unidades para facilitar os cálculos. O calor específico da água está dado em calorias por grama por grau Celsius (1 cal/g°C), mas o calor transferido está em quilojoules (kJ). Como 1 cal é igual a 4 J, precisamos converter 48 kJ para calorias.
Então, 48 kJ é igual a 12.000 cal.
Passo 3
Agora, usamos a fórmula do calor:
Onde:
- $ Q $ é o calor transferido (12.000 cal),
- $ m $ é a massa da água (200 g),
- $ c $ é o calor específico da água (1 cal/g°C),
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura que queremos encontrar.
Vamos isolar $ \Delta T $:
Passo 4
A variação de temperatura ($ \Delta T
T
T_0 $):
Resposta
A temperatura final da água é 80 °C.