4 Considere o aumento da temperatura de um bloco de cobre de massa m= 275 g , reversivelmente, de 22,4^circ C a 167^circ C. (a) Calcule o calor absorvido. (b) Calcule a variação de entropia. (calor específico do cobre 0,0920 cal /(g cdot ^circ C) )
(a) (3 pontos) (A) 1900 J , (B) 2270 J , (C) 28200 J , (D) 13500 J , (E) 11600 J , (F) 15300 J , (G) 4210 J , (H) 9160 J , (I) 22600 J , (J) 25400 J , (K) 7700 J , (L) 5280 J , (M) 20000 J , (N) 3770 J , (O) 6190 J ,
(b) ( 3 pontos) (A) 30,1 J / K, (B) 14,3 J / K, (C) 42,2 J / K, (D) 262 J / K, (E) 4,92 J / K, (F) 213 J / K, (G) 159 J / K, (H) 143 J / K, (I) 56,4 J / K, (J) 47,0 J / K, (K) 181 J / K, (L) 90,2 J / K, (M) 11,0 J / K, (N) 69,1 J / K, (O) 24,4 J / K,

Passo 1

O enunciado apresenta um bloco de cobre de massa m=275~g aquecido reversivelmente de T1=22,4^circC até T2=167^circC. Precisamos calcular (a) o calor absorvido Q usando calorimetria e (b) a variação de entropia De<a S via termodinâmica, sabendo que o calor específico do cobre é c=0,0920cal/~(g\cdot{}^\circ\mathrm{C})).

Passo 2

Para o calor absorvido, primeiro achamos De<a T:
De<a T = 167 - 22,4 = 144,6^circC
Em calorias,
Q = m cdot c cdot De<a T = 275 times 0,0920 times 144,6 approx 3658cal
Convertendo para joules ( 1cal=4,184J),
Q = 3658 times 4,184 approx 15300J
Alternativa correta: (F) 15300~J.

Passo 3

Para De<a S, usamos
De<a S = integralT1^T2 dQrevT = m cdot c cdot ln!(tfracT2T1)
Convertendo c para J/g~K:
c = 0,0920calg , K times 4,184Jcal = 0,3849Jg , K, m cdot c = 275 times 0,3849 approx 105,9JK
As temperaturas em Kelvin são
T1 = 22,4 + 273,15 = 295,55K, T2 = 167 + 273,15 = 440,15K
Logo
De<a S = 105,9 ln!(tfrac440,15295,55) approx 105,9 times 0,398 = 42,2J/K
Alternativa correta: (C) 42,2~J/K.

Resposta

(a) 15300~J (F)
(b) 42,2~J/K (C)

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