Um bloco de cobre isolado termicamente recebe energia a uma taxa constante de 100 W , por meio de um resistor embutido. O bloco possui um volume de
e uma temperatura inicial de
.
Determine o intervalo de tempo necessário para que a temperatura do bloco alcance
.
Determine o intervalo de tempo necessário para que a temperatura do bloco alcance
Passo 1
Beleza, vamos entender o que rolou aí.
Você tem um bloco de cobre termicamente isolado que recebe potência constante de 100 W. O volume dele é e a temperatura sobe de
para
.
Conteúdo: calorimetria (calor específico e capacidade térmica).
O que vamos precisar:
Você tem um bloco de cobre termicamente isolado que recebe potência constante de 100 W. O volume dele é
Conteúdo: calorimetria (calor específico e capacidade térmica).
O que vamos precisar:
- Densidade do cobre,
, para achar a massa. - Calor específico do cobre,
, para calcular o calor necessário. - Relação entre calor
, potência e tempo .
Passo 2
Primeiro, a massa do bloco. A densidade do cobre é
. Como
temos
Passo 3
Agora, o calor que precisamos fornecer para elevar a temperatura em
. A fórmula é
onde o calor específico do cobre é
.
Então
Então
Passo 4
Finalmente, como potência
, a gente rearranja para
Substituindo
e
,
Resposta
O tempo necessário é cerca de
, isto é, aproximadamente 17,2 minutos.