Para fazer um café, coloque um copo de água ( 236 g ) em uma panela pequena no fogão. Que quantidade de energia deve ser transferida termicamente para a água para elevar sua temperatura de
para
? (Ignore a massa da panela.)
Passo 1
O enunciado pede a quantidade de energia (calor) que deve ser transferida termicamente para um copo de água para elevar sua temperatura de
para
. As informações dadas são:
- massa da água:
; - temperatura inicial:
; - temperatura final:
; - ignorar a massa da panela (ou seja, considerar apenas a água).
A pergunta é: qual é a energia térmicanecessária para aquecer essa massa de água dessa temperatura inicial até a final?
Passo 2
Conceito importante que precisamos usar: calor necessário para variar a temperatura de uma substância.
- Cada substância tem uma propriedade chamada capacidade térmica massiva (ou calor específico), indicada por
. - O calor trocado quando se aquece uma massa
de uma substância de uma temperatura até outra, sem mudança de fase, é dado pela fórmula
onde:
-
é a energia térmica transferida (em joules, ); -
é a massa (em gramas ou quilogramas ); -
é o calor específico (por exemplo, em ou ); -
é a variação de temperatura, , em .
Explicando de um jeito prático:diz “quantos joules são necessários para elevar 1 grama da substância em ”. Multiplicando por e por obtemos o total.
Passo 3
Valor do calor específico da água líquida (valor padrão que usaremos):
(Esse é um valor tabulado para água à temperatura ambiente; é o que se usa em exercícios como esse.)
Passo 4
Calcular a variação de temperatura:
Passo 5
Agora aplicamos a fórmula
com os números dados. Para facilitar a conta sem calculadora, faço a multiplicação em etapas:
Primeiro multiplico
:
Agora multiplico
por
. Faço em duas partes: por
e por
:
Somando:
Passo 6
Interpretação e arredondamento prático:
é aproximadamente
, ou, em kilojoules,
Observação importante (para a prova): este resultado considera apenas aquecer a água de
até
. Não foi considerado calor de vaporização — ou seja, não estamos evaporando água, apenas aquecendo até
.