Ao esquentar
de água uma pessoa utiliza uma chaleira de cobre de massa
. Considerando o calor especifico do cobre
e da água
, calcule a quantidade de calor necessária para se elevar a temperatura do conjunto (chaleira + água) de
até o ponto de ebulição da água,
. Qual o percentual de calor usado para aumentar a temperatura da água? Justifique todas as suas consideraçőes.
Qágua = 141210J
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular quanto de calor é necessário para aquecer uma chaleira de cobre e a água dentro dela de 25°C até 100°C. Para isso, vamos usar o conceito de calor específico, que é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de uma substância em 1°C. Vamos precisar dos valores do calor específico do cobre e da água, além das massas de cada um.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o calor necessário para aquecer a água. A fórmula que vamos usar é:
Onde:
Vamos fazer as contas:
Passo 3
Agora, vamos calcular o calor necessário para aquecer a chaleira de cobre. Usamos a mesma fórmula:
Onde:
Calculando:
Passo 4
Agora, vamos somar o calor necessário para a água e para a chaleira para encontrar o calor total:
Passo 5
Por fim, vamos calcular o percentual de calor usado para aquecer a água em relação ao total. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Resposta
A quantidade total de calor necessária é 155460 J e aproximadamente 90,8% desse calor foi utilizado para aquecer a água.
Exercícios relacionados
Sabendo-se que a variação na energia interna para a combustão de 1 mol de
em um cilindro de acordo com a equação
é
, responda, justificando:
a) Se um pistão conectado ao cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto de calor é perdido pelo sistema (mistura reacional) durante o processo? Q = -400,4 kJ
b) Considerando uma expansão livre (contra o vácuo) do sistema, calcule a quantidade de calor perdida pelo sistema e compare com a resposta anterior.
a) Se um pistão conectado ao cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto de calor é perdido pelo sistema (mistura reacional) durante o processo? Q = -400,4 kJ
b) Considerando uma expansão livre (contra o vácuo) do sistema, calcule a quantidade de calor perdida pelo sistema e compare com a resposta anterior.
Misturam-se 100 mL de
com 100 mL de
num calorimetro a pressão constante cuja capacidade calorifica é
. A temperatura inicial das soluções e do calorimetro é a mesma,
, e a temperatura final da mistura das soluç̧̄es é
. Calcule o calor envolvido na reaçăo de neutralização. Admita que as massas e os calores especificos das soluções são os mesmos da água.
. Justifique todas as suas considerações.
O etanol,
, ferve a
. Que quantidade de calor é necessária para elevar a temperatura de 100 g de etanol de
até seu ponto de ebulição e passar do estado líquido ao gasoso nesta temperatura? Justifique todas as suas considerações. Dados: O calor especifico do etanol liquido é
e a sua entalpia de vaporização é
.
Calcular o pH de uma solução de
valor de Kb para reação é
.
OBS: A fórmula para obter a constante de hidrólise da reação é