Numa experiência de Biologia, um animal foi introduzido numa mistura de água e gelo, sob pressão normal. Decorrido certo tempo, houve contração de
na mistura. No mesmo tempo, a contração teria sido
sem a presença do animal.
a) Determine a quantidade de calor que a mistura recebe do animal no intervalo de tempo considerado, sendo dados
e
e o calor latente de fusão do gelo
.
b) Admitamos que o referido tempo seja o necessário para que o animal, inicialmente a
, entre em equilíbrio térmico com a mistura à
. Consideremos ainda que o animal não produza calor por processos metabólicos e que
do calor que ele cede se perca para o ambiente. Determine a capacidade térmica do animal.
a) Determine a quantidade de calor que a mistura recebe do animal no intervalo de tempo considerado, sendo dados
b) Admitamos que o referido tempo seja o necessário para que o animal, inicialmente a
Passo 1
O enunciado descreve uma mistura de água e gelo a
sob pressão normal, na qual mediu-se uma contração de
,c
com o animal e
,c
sem o animal, no mesmo intervalo de tempo. Isso mostra que o animal forneceu calor à mistura, fazendo mais gelo derreter. Vamos usar:
Passo 2
Calculemos primeiro o volume extra de contração provocado pelo animal:
Quando
,g de gelo funde, passa de volume
,c
para
,c
, gerando uma contração por grama
Logo, a massa de gelo derretida devido ao animal é
Passo 3
O calor necessário para fundir
gramas de gelo é
Esse é o calor que a mistura recebeu do animal.
Passo 4
Supondo que o animal esfriou de
a
, seu calor total cedido seria
Como
desse calor se perde no ambiente, apenas
vai para a mistura:
Resolvendo para
:
Resposta
a) O calor recebido pela mistura é aproximadamente
,cal.
b) A capacidade térmica do animal é aproximadamente ,cal/
.
b) A capacidade térmica do animal é aproximadamente