Um engenheiro está desenvolvendo um novo projeto de uma máquina. Uma das partes móveis da máquina contém 1,60 kg de Alumínio e 0,30 kg de Ferro, sendo que ela deve operar a temperatura de 210°C. Qual é o calor necessário para elevar sua temperatura de 20°C até 210°C? Dados: c(Al) = 910 J/kgK e c(Fe) = 270 J/kgK.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Um engenheiro quer saber quanto calor é necessário para aquecer uma parte da máquina que tem 1,60 kg de Alumínio e 0,30 kg de Ferro, elevando a temperatura de 20°C até 210°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de calor específico e a fórmula de calor necessário para aquecer substâncias.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da fórmula básica para calcular o calor necessário para aquecer uma substância:
Onde:
- $ Q $ é o calor (em Joules, J)
- $ m $ é a massa (em kg)
- $ c $ é o calor específico da substância (em J/kg·K)
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura (em K ou °C)
Passo 3
Vamos calcular a variação de temperatura ($ \Delta T $). A máquina vai aquecer de 20°C até 210°C:
Como estamos lidando com diferenças de temperatura, pode usar °C ou K, já que a variação é a mesma.
Passo 4
Agora, vamos calcular o calor necessário para o Alumínio. Dados:
- Massa ($ m_{Al} $) = 1,60 kg
- Calor específico ($ c_{Al} $) = 910 J/kg·K
- Variação de temperatura ($ \Delta T $) = 190°C
Aplicando a fórmula:
Passo 5
Agora, vamos calcular o calor necessário para o Ferro. Dados:
- Massa ($ m_{Fe} $) = 0,30 kg
- Calor específico ($ c_{Fe} $) = 270 J/kg·K
- Variação de temperatura ($ \Delta T $) = 190°C
Aplicando a fórmula:
Passo 6
Por fim, vamos somar os calores necessários para o Alumínio e o Ferro para encontrar o calor total necessário:
Resposta
O calor necessário para elevar a temperatura da parte móvel da máquina de 20°C até 210°C é 292.030 Joules.