Um corpo de massa 500 g exige 1250 J para sofrer um aquecimento de
.
a) Determine o calor específico do material. b) Que material poderia ser (compare com valores tabelados)?
a) Determine o calor específico do material. b) Que material poderia ser (compare com valores tabelados)?
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede duas coisas:
- Dados:
- Energia fornecida:
. - Massa do corpo:
. - Variação de temperatura:
.
- Energia fornecida:
- Perguntas:
a) Determinar o calor específico do material.
b) Sugerir que material poderia ser, comparando com valores tabelados.
Passo 2
Fórmula básica e significado das grandezas (aquela que aparece sempre em aquecimento simples):
Aqui:
-
é a quantidade de calor recebida (em joules, ); -
é a massa do corpo (em quilogramas, , no SI); -
é o calor específico do material (em no SI); -
é a variação de temperatura (em ou K; a variação tem o mesmo valor em ambas unidades).
Explicação curta: a fórmula diz que a energia necessária para aquecer um corpo é proporcional à massa, ao quanto ele aquece e à sua “capacidade térmica por unidade de massa”
. Para achar
isolamos na fórmula:
Passo 3
Converter a massa para o SI (quilogramas), porque queremos
em
.
Agora calcular o produto
:
Substituir em
:
Portanto o valor numérico é
e as unidades são
. Logo
Passo 4
Conversão para a unidade por grama (útil às vezes): como
,
Ambas as formas são corretas; a forma SI é a primeira.
Passo 5
Comparação com valores tabelados (valores típicos aproximados):
- Água:
(muito maior que ). - Alumínio:
. - Cobre:
. - Ferro/ferro fundido / aço (varia com a liga): tipicamente entre
e .
Como o valor calculado
está bem próximo aos valores típicos de materiais ferrosos (ferro / aço), a sugestão plausível é que o corpo seja de ferro ou algum aço/ligas ferrosas.
Passo 6
Observações finais e confiança na resposta:
- A variação de temperatura em graus Celsius pode ser usada diretamente na fórmula porque apenas diferenças aparecem (mesmo valor em K).
- O resultado é aproximado e a identificação do material é por comparação aproximada; várias ligas têm valores próximos, então dizemos “possivelmente ferro/ aço” em vez de afirmar com certeza absoluta.
- Motivação encorajadora: deu tudo certinho — é um exercício clássico de aplicação direta da fórmula
.
Resposta
a)
(ou
).
b) Provavelmente um material ferroso (ferro / aço), pois seu está na faixa típica de ligas ferrosas (
–
).
b) Provavelmente um material ferroso (ferro / aço), pois seu