Em uma feira de rua em Belém, dois vendedores deixam suas mercadorias expostas ao sol forte do meio-dia. Um deles vende panelas de alumínio e o outro vende tigelas de cerâmica. Ambos os materiais ficam expostos ao sol (fonte de calor) e durante o mesmo intervalo de tempo.
Após algum tempo, percebe-se que as panelas de alumínio estão muito mais quentes do que as tigelas de cerâmica.
Considerando os conceitos de calorimetria, por que o alumínio esquenta mais rapidamente que a cerâmica, mesmo estando sob a mesma fonte de calor?
a) Porque o alumínio tem maior massa que a cerâmica e, por isso, aquece mais rápido.
b) Porque o calor específico do alumínio é menor, precisando de menos calor para variar sua temperatura.
c) Porque a cerâmica reflete mais a luz do sol, impedindo o aquecimento.
d) Porque o alumínio absorve menos calor do ambiente e aquece mais por condução.
a) Porque o alumínio tem maior massa que a cerâmica e, por isso, aquece mais rápido.
b) Porque o calor específico do alumínio é menor, precisando de menos calor para variar sua temperatura.
c) Porque a cerâmica reflete mais a luz do sol, impedindo o aquecimento.
d) Porque o alumínio absorve menos calor do ambiente e aquece mais por condução.
Passo 1
O enunciado nos diz que panelas de alumínio e tigelas de cerâmica ficam expostas à mesma fonte de calor (sol) pelo mesmo tempo. Observamos que o alumínio aquece muito mais rápido. O conteúdo aqui é calorimetria, em particular a relação entre a energia recebida e a elevação de temperatura de um material.
Passo 2
Na calorimetria, a quantidade de calor
absorvida por um corpo faz a temperatura variar segundo a fórmula
onde
é a massa,
é o calor específico do material e
é a variação de temperatura.
Passo 3
Reescrevendo para a variação de temperatura, temos
Como ambos absorvem, em média, a mesma energia
e têm massas comparáveis, o que diferencia a elevação de temperatura é o valor de
. O alumínio possui calor específico menor que o da cerâmica, ou seja, precisa de menos calor para aumentar sua temperatura.
Passo 4
Portanto, sob a mesma energia fornecida, o alumínio (menor
) tem
maior que a cerâmica (maior
), aquecendo-se mais rápido.
Resposta
b) Porque o calor específico do alumínio é menor, precisando de menos calor para variar sua temperatura.