Um pedaço de metal ao ser aquecido por um determinado tempo tem sua temperatura aumentada em
. Um pedaço do mesmo peso de um outro material, submetido ao mesmo processo de aquecimento, tem sua temperatura aumentada em
. Qual dos dois possui a maior capacidade calorífica.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício que envolve capacidade calorífica, que é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma certa massa de um material. A questão nos dá duas peças de materiais diferentes, ambas com o mesmo peso, e nos informa quanto a temperatura de cada uma aumenta quando são aquecidas pelo mesmo tempo. A gente vai precisar usar a fórmula da quantidade de calor para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula básica da quantidade de calor:
Onde:
-
é a quantidade de calor -
é a massa -
é a capacidade calorífica específica -
é a variação de temperatura
Passo 3
Como as duas peças têm o mesmo peso (massa
igual) e são submetidas ao mesmo tempo de aquecimento, podemos considerar que a quantidade de calor
fornecida para as duas é a mesma.
Passo 4
Vamos chamar a capacidade calorífica específica do metal de
e a do outro material de
. As variações de temperatura são
para o metal e
para o outro material.
Passo 5
Como
é igual para os dois, podemos escrever:
Passo 6
Podemos simplificar os termos
que aparecem dos dois lados:
Passo 7
Agora, isolamos
para achar a relação entre as capacidades:
Passo 8
Isso mostra que a capacidade calorífica do segundo material (
) é 5 vezes maior que a do metal (
).
Resposta
O segundo material possui a maior capacidade calorífica.
Exercícios relacionados
Considere um mol de um gás ideal monoatômico
a
e 1 atm . Submete-se este gás a uma transformação reversível na qual há expansão e aquecimento simultâneos, a uma pressão constante, até atingir-se a temperatura de
. Calcule
,
e w.
Uma máquina que pudesse se mover infinitamente sem precisar de energia é também chamada um moto perpétuo. Escreva porquê a construção de um moto perpétuo violaria o primeiro princípio da termodinâmica.
Calcule o trabalho realizado pelo sistema em uma expansão isotérmica de 1 mol de um gás ideal, a
C, partindo de um estado inicial de pressão igual a 1 atm e chegando-se a um estado final de pressão
, supondo que a expansão se dê:
b) em duas etapas irreversíveis, contra pressões externas de 0,6 e 0,2 atm…
b) em duas etapas irreversíveis, contra pressões externas de 0,6 e 0,2 atm…
Um mol de um gás ideal diatômico, inicialmente a
e 1 atm de pressão sofre uma expansão adiabática reversível até que sua pressão se torne
. Calcule o calor e o trabalho envolvido, bem como as variações de energia interna e de entalpia.