Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 18.4 - Ex. 32
O calor específico de uma substância varia com a temperatura de acordo com a equação , com em e em . Determine a energia necessária para aumentar a temperatura de desta substância de para C.
Passo 1
Essa questão parece difícil, mas vou mostrar como ela pode ficar bem tranquila. Vamos lá?
Normalmente temos o calor específico constante em relação à temperatura, certo? Mas não é nosso caso. Agora temos que é uma função da temperatura, então temos que somar todas as “micro” contribuições de calor num determinado ingtervalo de temperatura. O que isso tem cheiro pra vocês?
Ouvi alguém aí com integral??
Isso mesmo! Agora nosso calor não vai mais ser , mas sim um diferencial . Saca só:
Saindo da fórmula de calor sensível, temos:
Se esse , temos o diferencial de calor, certo?
Bom, sabemos a expressão de e que , vamos substituir:
Agora pronto, é só integrar no intervalo de temperaturas que o enunciado pede.
Passo 2
Sabemos que a massa durante esse processo permanece constante, então ela pode sair pra fora da integral, então ficamos com: