3- Determinado material sofre um aumento de temperatura de
ao receber uma quantidade de energia equivalente a 235.789cal. Sua capacidade térmica é igual a:
Passo 1
O enunciado nos dá (peguei estes valores do enunciado):
- A energia recebida é
. - A variação de temperatura é
.
O que a questão pede:
- Encontrar a capacidade térmica do material (ou seja, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do corpo em
), normalmente expressa em .
Passo 2
Fórmula que relaciona calor, capacidade térmica e variação de temperatura:
Explicando cada símbolo de forma bem prática:
-
é o calor recebido pelo corpo, em calorias ( ). -
é a capacidade térmica do corpo (o que queremos), em . É “quantas calorias são necessárias para aquecer o corpo em um grau Celsius”. -
é a variação de temperatura, em graus Celsius ( ). Observação importante: uma variação de temperatura em tem o mesmo valor numérico se for em kelvin ( ), então pode-se usar em diretamente.
Exemplo intuitivo rápido: se
, elevar em
exige
.
Passo 3
Isolando
na fórmula:
Essa é a relação que vamos usar: capacidade térmica = calor recebido dividido pela variação de temperatura.
Passo 4
Substituindo os valores fornecidos:
Faço a divisão de forma simples e sem pular passos: dividir por
é o mesmo que dividir por
e depois por
:
Calcule
:
Agora dividir por
move a vírgula duas casas para a esquerda:
Portanto o valor exato (na precisão dada pelos dados) é
Passo 5
Observações didáticas e práticas para a prova:
- Unidade: é comum escrever a capacidade térmica em
(calorias por grau Celsius). - Diferença entre capacidade térmica e calor específico: a capacidade térmica
é para o corpo todo. Se quiser o calor específico (por unidade de massa), tem-se , onde é a massa do corpo. - Sobre arredondamento: dependendo da regra da prova, pode-se apresentar com menos casas significativas (por exemplo,
ou ou ). Aqui deixei o valor com as casas calculadas diretamente a partir dos dados.