PUCRIO – Física 2 – 2020.1 – G3 – M. Escolha
. Uma máquina de funcionamento desconhecido é capaz de fornecer uma taxa de energia em forma de calor constante de para um sistema que contém de um determinado material. Inicialmente o material se encontra em seu estado sólido, conforme o tempo passa o material muda de estado terminando no estado líquido (tempo total ). A máquina e o material estão termicamente isolados. O gráfico fornece a temperatura do material como função do tempo e os pontos vermelhos marcam o intervalo de tempo da mudança de fase.
Encontre o calor específico no estado sólido e calor latente de fusão .
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. Nenhuma das alternativas.
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Passo 1
Vamos detonar esse problema juntos!
Em um sistema quando temos aumento de temperatura o calor recebido pelo corpo é dado por:
Onde é o calor específico.
E quando temos uma transição de fase, onde a temperatura se mantém constante por um tempo temos que o calor recebido é dado por:
Onde é o calor latente, que no caso do problema é o de fusão.
Então para calcular do estado sólido e temos que saber quanto de calor foi transferido para o corpo na parte onde temos o aumento de temperatura antes dela ficar constante e quanto de calor foi transferido na parte onde temos a transição de fase.
Vamos lá então!
Passo 2
O enunciado diz que o material recebe calor a uma taxa de , antes da transição de fase esse material recebeu calor por e teve uma variação de temperatura de .
Em temos , assim o calor recebido pelo material é:
Sabendo o calor recebido e sabendo a variação de temperatura, podemos encontrar o calor específico do estado sólido, já que:
Substituindo os valores que temos.
Assim temos que:
Passo 3
Agora vamos atrás do calor latente de fusão.
Aparte de transição de fase dura segundo o gráfico, nesse intervalo de tempo temos , assim o calor recebido é:
Sabendo o calor recebido podemos calcular usando a equação que mostrei no passo .
Substituindo o que sabemos, temos:
Com tudo o que achamos, a alternativa certa é a letra .
Resposta
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