Um corpo de massa 300g é aquecido através de uma fonte cuja potência é 400 calorias por minuto. Sua temperatura varia 40ºC e o tempo de aquecimento é 15 min. Qual o calor específico da substância que constitui o corpo?
Passo 1
Então, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. A gente tem um corpo que pesa 300 gramas e que foi aquecido com uma fonte que entrega 400 calorias por minuto. A temperatura desse corpo aumentou 40°C durante 15 minutos. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é o calor específico da substância desse corpo. Para resolver isso, vamos precisar usar algumas fórmulas de calorimetria, que é a parte da física que estuda as trocas de calor.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é poder calorífico e calor específico. O poder calorífico (ou potência térmica) é a quantidade de calor que uma fonte pode fornecer por unidade de tempo, no caso, 400 calorias por minuto. Já o calor específico é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 grama de uma substância em 1°C.
Passo 3
A gente sabe que o calor total $ Q $ fornecido pode ser calculado multiplicando a potência $ P $ pelo tempo $ t $. Então:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos usar a fórmula que relaciona o calor fornecido, a massa $ m $, o calor específico $ c $ e a variação de temperatura $ \Delta T $:
Queremos encontrar $ c $, então vamos rearranjar a fórmula:
Passo 5
Substituindo os valores que já temos:
Fazendo as contas:
Resposta
O calor específico da substância que constitui o corpo é $ 0,5 , cal/g°C $.