Considere uma panela de alumínio e outra de cobre de mesma massa. Suponha que as duas panelas, inicialmente na mesma temperatura, foram aquecidas na mesma fonte de calor por tempos iguais. Qual das panelas atingiria a temperatura mais alta? Justifique a sua resposta. Dados:
.
Passo 1
Beleza, então vamos lá! O enunciado da questão fala sobre duas panelas, uma de alumínio e outra de cobre, que têm a mesma massa e estão na mesma temperatura inicialmente. Ambas são aquecidas na mesma fonte de calor pelo mesmo tempo. Nossa missão é descobrir qual das duas panelas vai atingir uma temperatura mais alta. Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de calor específico e como ele afeta o aumento de temperatura quando aplicamos calor a um material.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é calor específico. O calor específico (
) de um material é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama desse material em 1 grau Celsius (
). A fórmula que relaciona o calor fornecido (
), a massa (
), o calor específico (
) e a variação de temperatura (
) é:
Passo 3
Como as duas panelas têm a mesma massa (
) e recebem o mesmo calor da fonte (
) por igual tempo, podemos usar essa fórmula para comparar as variações de temperatura (
) das duas panelas. Rearranjando a fórmula para encontrar
, temos:
Passo 4
Agora, observamos que o calor específico do alumínio (
) é
e o do cobre (
) é
. Vamos substituir esses valores na fórmula para cada panela:
Para o alumínio:
Para o cobre:
Passo 5
Comparando as duas equações, percebemos que o denominador para o alumínio é menor (
) do que para o cobre (
). Isso significa que, para a mesma quantidade de calor
e massa
, a variação de temperatura
será maior que
.
Resposta
Portanto, a panela de alumínio atingirá uma temperatura mais alta do que a de cobre quando aquecidas nas mesmas condições.