2 kg de uma substância (calor específico igual a
) são aquecidos pela absorção de 240 J de potência na forma de calor. Considerando 1 cal
, o intervalo de tempo necessário para essa substância variar sua temperatura de
para
será de?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos 2 kg de uma substância com um calor específico de
. Essa substância está sendo aquecida ao absorver 240 J de energia na forma de calor. Queremos descobrir quanto tempo é necessário para que a temperatura dessa substância aumente de
para
.
Nesse problema, vamos precisar usar os conceitos de calorimetria, especificamente a fórmula que relaciona a quantidade de calor absorvido ou liberado (
), a massa (
), o calor específico (
) e a variação de temperatura (
). Além disso, vamos precisar converter unidades de calor de calorias para joules.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa da substância de kg para gramas, já que o calor específico está em
.
Passo 3
A variação de temperatura (
) é a diferença entre a temperatura final e a inicial:
Passo 4
Vamos usar a fórmula do calor:
Onde:
-
é a quantidade de calor -
é a massa -
é o calor específico -
é a variação de temperatura
Substituindo os valores conhecidos:
Passo 5
Agora, precisamos converter as calorias para joules, já que a energia fornecida está em joules e 1 cal = 4 J:
Passo 6
Sabemos que a potência (
) é a taxa de transferência de energia por unidade de tempo:
Queremos encontrar o tempo (
), então rearranjamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
O tempo necessário para a substância variar sua temperatura de
para
é de 7000 segundos.