Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de
, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de
para
em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água
, determine
a) a massa de água aquecida, em gramas;
a) a massa de água aquecida, em gramas;
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente está lidando com calorimetria, que é parte da termologia. Precisamos descobrir a massa de água que foi aquecida quando uma fonte de calor forneceu energia continuamente. Para isso, vamos usar a fórmula do calor sensível, que relaciona a quantidade de calor fornecida, a massa da substância, a capacidade térmica específica e a variação de temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é a quantidade de calor (em calorias, cal) -
é a massa da substância (em gramas, g) -
é a capacidade térmica específica (em cal/g°C) -
é a variação de temperatura (em °C)
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar a massa
. Então, vamos reorganizar a fórmula para isolá-la:
Passo 4
Agora, precisamos calcular
, que é a quantidade total de calor fornecido pela fonte. Sabemos que a fonte fornece calor continuamente a uma taxa de
durante 4 minutos.
Primeiro, vamos converter o tempo para segundos:
Então, o calor total fornecido é:
Passo 5
A variação de temperatura
é a diferença entre a temperatura final e a inicial:
Passo 6
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na fórmula para encontrar a massa
:
Passo 7
Calculando a massa:
Resposta
A massa de água aquecida é de 900 gramas.