Com o objetivo de determinar o calor específico de um bloco um material vindo dos confins do universo, de massa 1000 g , um resistor que dissipa 50 W é inserido no interior do bloco. O resistor fica ligado durante 10 minutos (600s) liberando calor para o bloco, que sofre uma variação de temperatura de
. Calcule a capacidade térmica do bloco e o calor específico do material que veio dos confins do universo. FÓRMULA:
e Energia
Potência
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um bloco de 1000 g que recebe calor de um resistor de 50 W por 10 minutos, e a temperatura do bloco aumenta 60°C. A gente quer descobrir a capacidade térmica do bloco e o calor específico do material. Vamos usar as fórmulas da termodinâmica:
- Energia é igual a Potência vezes o tempo, ou seja,
. - Calor é igual à massa vezes o calor específico vezes a variação de temperatura, ou seja,
.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia total que o resistor liberou no bloco. A potência do resistor é 50 W e ele fica ligado por 600 segundos (10 minutos). Usando a fórmula de energia:
Passo 3
Agora, sabemos que toda essa energia foi absorvida pelo bloco, causando um aumento de temperatura de 60°C. Vamos usar a fórmula do calor para encontrar a capacidade térmica do bloco (
):
Sabendo que
e
, rearranjamos a fórmula para encontrar
:
Passo 4
Agora que temos a capacidade térmica, podemos encontrar o calor específico (
) do material. A capacidade térmica também é igual à massa (
) vezes o calor específico:
Rearranjando para
:
Resposta
A capacidade térmica do bloco é de
e o calor específico do material é de
.
Exercícios relacionados
Uma barra de 22 metros de alumínio a uma temperatura inicial de
fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para
. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do alumínio é
, calcule a dilatação
sofrida pela barra. FÓRMULA:
Usando a função e as expressões da questão anterior, supondo que o fenômeno está relacionado com um elétron viajando em um fio fino de metal com 10 cm de comprimento (uma boa aproximação para um poço infinito unidimensional), calcule:
c) a probabilidade de encontrar o elétron, no estado fundamental, na região entre 0 e . ( R :
ou
c) a probabilidade de encontrar o elétron, no estado fundamental, na região entre 0 e
Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram misturados 200 g de água, inicialmente a
, e 200 g de cobre, inicialmente a
. Sabendo que os calores específicos da água e do cobre são, respectivamente,
e
. Determine a temperatura final aproximada da mistura. FÓRMULAS:
ou seja:
.
Um pŕoton está localizado no equador magnético da Terra a 1000 m de altitude. Em que direção é a força magnética sobre ele quando sua velocidade é para o leste?
leste
para baixo
oeste
para cima
a força é nula