Quanta energia deve ser dada a uma panela de ferro de 300g para que sua temperatura seja elevada em 100°C? Considere o calor específico da panela como c = 450 J/kg·°C.
a) Que em joule deve ser fornecida?
b) determine a capacidade térmica da panela?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre calor e energia! A gente precisa descobrir quanta energia é necessária para aumentar a temperatura de uma panela de ferro de 300 gramas em 100°C. Para isso, vamos usar o conceito de calor específico, que mostra quanto de energia é necessário para aquecer 1 kg de uma substância em 1°C. No nosso caso, o calor específico da panela é $ c = 450 , J/kg·°C $.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de energia ($ Q $) que precisamos fornecer para aquecer a panela. A fórmula que a gente usa é:
Q
Onde:
  • $ m $ é a massa da panela,
  • $ c $ é o calor específico,
  • $ \Delta T $ é a variação de temperatura.

Passo 3

Vamos substituir os valores na fórmula. Antes, é importante converter a massa de gramas para quilogramas, já que o calor específico está em J/kg·°C.
m = 300 , g = 0,3 , kg
Agora, substituindo:
Q = 0,3 , kg times 450 , J/kg·°C times 100 , °C

Passo 4

Multiplicando esses valores:
Q = 0,3 times 450 times 100 = 13.500 , J
Portanto, a energia necessária é de 13.500 Joules.

Passo 5

Agora, vamos determinar a capacidade térmica da panela. A capacidade térmica ($ C $) é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de um objeto em 1°C. A fórmula é:
C

Passo 6

Substituindo os valores:
C = 0,3 , kg times 450 , J/kg·°C = 135 , J/°C

Resposta

a) A energia fornecida deve ser de 13.500 Joules.
b) A capacidade térmica da panela é de 135 J/°C.

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