Calcule o calor específico de um material, um metal, a partir dos seguintes dados: Um recipiente feito de metal com uma massa de 9,6contêm 11 de água. Uma peça de 7,8 deste metal, inicialmente a , é colocado dentro da água. O recipiente e água tinham inicialmente uma temperatura de e a final do sistema foi .
Dados:
Calor específico da água:
Passo 1
Bom galera, nessa questão vamos usar o conceito de transferência de calor. O pulo do gato dessa questão é sacar que algumas partes do sistema perdem calor e outras ganham, mas a energia no final se conserva, ou seja, o calor cedido é igual ao calor ganho.
Queremos achar o calor específico de um metal. Vamos chamar essa incógnita de .
Partiu resolver essa questão (:
Passo 2
Primeiramente, vamos separar os componentes do sistema em dois grupos:
Os que perdem calor:
Só a peça de metal quente que é jogada na água
Os que ganham calor:
O recipiente de metal e a água.
Vamos calcular primeiro o calor cedido total. A peça de metal quente tinha uma temperatura inicial de , e, como a temperatura final de todo o sistema é , uma temperatura final de . Logo:
Vamos calcular agora o calor recebido total:
Calor da água:
-Temperatura inicial da água:
-Temperatura final:
- Massa de água:
- Calor específico da água:
Logo:
Calor do recipiente:
-Temperatura inicial do recipiente:
-Temperatura final:
- Massa do recipiente:
Logo:
Logo, o calor recebido total é:
Passo 3
O próximo passo é unir o calor cedido ao calor perdido através da conservação da energia. A energia deve ser conservada, isso quer dizer que:
Como o calor cedido é definido como sendo negativo, ao ser somado ao calor recebido, que é positivo, anulará o resultado.
Usando os valores obtidos nos passos anteriores e a equação acima:
Pronto! O valor do calor específico é: