Uma substância tem uma massa de
. Quando 314 J são adicionados na forma de calor a uma amostra de c
, com
e C da substância de
para
de
da
da substância, a temperatura sobe de
para
. (a) Qual é o calor especifico e (b) qual é o calor espe-
de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma substância com massa molar de 50,0 g/mol. A gente adiciona 314 J de calor a uma amostra de 2,0 g dessa substância, e a temperatura dela aumenta de 25,0°C para 45,0°C. A pergunta é: (a) Qual é o calor específico dessa substância? E (b) Qual é o calor específico molar?
Aqui, vamos usar conceitos de calorimetria, que é a parte da física que estuda as trocas de calor. Para resolver isso, precisamos saber a fórmula que relaciona o calor, a massa, o calor específico e a variação de temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula básica para calcular o calor absorvido ou liberado por uma substância:
Onde:
-
é o calor em joules (J), -
é a massa da substância em gramas (g), -
é o calor específico em J/(g·°C), -
é a variação de temperatura em °C.
No nosso caso, sabemos que
,
, e a temperatura sobe de 25,0°C para 45,0°C, então
.
Passo 3
Agora, precisamos reorganizar a fórmula para encontrar o calor específico
:
Vamos substituir os valores que temos:
Passo 4
Fazendo as contas:
Então, o calor específico da substância é de 7,85 J/(g·°C).
Passo 5
Agora, vamos para a parte (b). Queremos encontrar o calor específico molar, que é o calor específico por mol da substância. A gente já sabe que a massa molar da substância é 50,0 g/mol.
A fórmula para o calor específico molar
é:
Onde:
-
é o calor específico em J/(g·°C), -
é a massa molar em g/mol.
Passo 6
Substituindo os valores:
Resposta
(a) O calor específico da substância é de 7,85 J/(g·°C).
(b) O calor específico molar da substância é de 392,5 J/(mol·°C).
(b) O calor específico molar da substância é de 392,5 J/(mol·°C).