Duas panelas idênticas recebem a mesma quantidade de calor. Uma contém 1 L de água e a outra 1 L de óleo. Qual aquece mais rápido? Justifique usando calor específico.
Passo 1
O enunciado compara duas panelas idênticas que recebem a mesma quantidade de calor
. Uma panela contém 1 L de água e a outra contém 1 L de óleo. A pergunta é qual delas terá a maior elevação de temperatura em dado intervalo de calor fornecido. O conteúdo da matéria é a capacidade calorífica (calor específico) e a relação entre calor recebido, massa e variação de temperatura.
Passo 2
Para aplicar a definição de calor específico, precisamos da massa de cada líquido e de seus calores específicos.
– Densidade da água: cerca de , logo
.
– Densidade do óleo: cerca de , logo
.
– Calor específico da água: .
– Calor específico do óleo: .
– Densidade da água: cerca de
– Densidade do óleo: cerca de
– Calor específico da água:
– Calor específico do óleo:
Passo 3
O balanço de energia para cada líquido é dado por
onde
é a massa,
o calor específico e
a variação de temperatura.
Passo 4
Isolando
, obtemos
Como
e
, segue que
Resposta
O óleo aquece mais rápido do que a água, pois seu produto
é menor, resultando em maior
para a mesma quantidade de calor.