Uma equipe em um laboratório é instruída para calcular o calor específico do níquel. A equipe tem um calorímetro de pressão constante, água destilada e 42 gramas de bolinhas de níquel.
Uma foto de bolinhas de níquel, isto é, pequenas bolinhas de metal feitas de níquel.
Bolinhas de níquel, edição calorímetro
O calorímetro está cheio com 125,0 gramas de água a 21,1°C. A equipe aquece o níquel até 100°C e depois o despeja no calorímetro. A temperatura final do sistema tem seu pico em 23,8°C.
São necessárias várias etapas para resolver este problema.
Calcule a quantidade de energia térmica obtida pela água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um experimento de calorimetria onde uma equipe quer calcular o calor específico do níquel. Eles têm 42 gramas de bolinhas de níquel aquecidas a 100°C e despejam isso em um calorímetro com 125,0 gramas de água a 21,1°C. A temperatura final do sistema sobe para 23,8°C. Para resolver isso, vamos usar a fórmula do calor que relaciona a energia térmica, a massa, a variação de temperatura e o calor específico. Vamos precisar entender como calcular a quantidade de energia que a água absorveu nesse processo.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que queremos encontrar: a quantidade de energia térmica (Q) obtida pela água. A fórmula que vamos usar é:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • $ Q $ é a quantidade de energia térmica
  • $ m $ é a massa da água
  • $ c $ é o calor específico da água
  • $ \Delta T $ é a variação de temperatura

Passo 3

Vamos identificar cada valor na fórmula:
  • Massa da água ($ m $): 125,0 g
  • Calor específico da água ($ c $): sabemos que o calor específico da água é $ 4,18 , J/g°C $
  • Variação de temperatura ($ \Delta T $): temperatura final menos a inicial, ou seja, $ 23,8°C - 21,1°C = 2,7°C $

Passo 4

Agora, vamos substituir esses valores na fórmula:
Q = 125,0 , g times 4,18 , J/g°C times 2,7°C

Passo 5

Fazendo a multiplicação passo a passo:
  1. Multiplicamos a massa pela variação de temperatura:
125,0 times 2,7 = 337,5 , g°C
  1. Agora, multiplicamos esse resultado pelo calor específico da água:
337,5 times 4,18 = 1.410,75 , J

Resposta

A quantidade de energia térmica obtida pela água é de aproximadamente 1.411 J.

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