Enunciado
Física - Moysés - Vol. 2 - Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 1
Verifique se a estimativa de Joule para a variação de temperatura da água entre o sopé e o topo das catarata do Niagara era correta, calculando a máxima diferença de temperatura possível devida à queda da água. A altura da queda é de .
Passo 1
Quando Joule usou um termômetro para comparar as temperaturas no topo e no sopé das cataratas, ele encontrou uma variação de aproximadamente .
O enunciado pediu para calcularmos a máxima diferença de temperatura possível nessa situação.
Se uma massa de água está caindo de uma altura de , então sua energia inicial era:
A diferença máxima de temperatura ocorreria no caso em que toda essa energia fosse usada para aquecer a água.
Passo 2
Vamos calcular a variação de temperatura de uma massa de água quando recebe uma energia :
E substituindo com a fórmula para a energia inicial:
E temos que usar o calor específico em , já que a altura e a aceleração da gravidade também estão nas unidades do sistema internacional:
Que está abaixo do valor estimado por Joule.
Resposta
A máxima diferença de temperatura possível é .