Um estudante utiliza um calorímetro real para medir o calor específico de um metal a partir do experimento descrito abaixo.
Experimento:
Misturam-se 100 g do metal no interior do calorímetro, ambos a temperatura ambiente de
, com 100 g de água líquida a
, substância cujo calor específico é de
. A temperatura de equilíbrio encontrada é de
.
Nesse contexto, o experimento apresentado foi
A) adequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é maior que
.
B) adequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é igual a
.
C) inadequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é menor que
.
D) inadequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é igual a
.
A) adequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é maior que
B) adequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é igual a
C) inadequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é menor que
D) inadequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é igual a
Passo 1
O enunciado pede o calor específico de um metal a partir de um experimento de mistura entre 100 g do metal a
C e 100 g de água a
C num calorímetro real. O conteúdo é o princípio da conservação de energia térmica (calorímetro), e vamos precisar calcular o calor perdido pela água e o ganho pelo metal, além de discutir o efeito do calorímetro real e a precisão do método.
Passo 2
Ignorando inicialmente o calor absorvido pelo calorímetro, o calor perdido pela água é
Esse calor supostamente é todo absorvido pelo metal, que sofre elevação de
C a
C, ou seja
°C. Assim
valor que arredondamos para
cal/
C.
Passo 3
Para uma medida precisa de calor específico, é importante que a variação de temperatura da água seja suficientemente grande: aqui a água só resfria
°C, o que torna o resultado muito sensível a erros de leitura de temperatura e à troca de calor com o ambiente. Logo, o experimento é inadequado do ponto de vista de precisão.
Passo 4
Além disso, o calorímetro é real e absorve parte do calor perdido pela água. Como esse calor não vai para o metal, o estudante calcula
supondo um calor maior do que o efetivamente absorvido pelo metal. Assim, o valor verdadeiro do calor específico do metal é menor do que
cal/
C.
Resposta
C) inadequado para calcular o calor específico do metal, com precisão, cujo valor é menor que
cal/
C.