A grande capacidade calorífica da água é ecologicamente benéfica, pois estabiliza a temperatura dos lagos e dos oceanos. Assim, uma grande quantidade de energia deve ser perdida ou recebida para que haja uma alteração significativa na temperatura. Ao contrário, uma grande quantidade de calor deve ser fornecida para se obter grande aumento na temperatura. A capacidade calorífica molar da água é de 75,3 J K^-1 mol^-1. Que energia é necessária para aquecer 250 g de água (uma xícara de café, por exemplo) de 40^circ C ?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de calorimetria! A questão fala sobre a capacidade calorífica molar da água, que é 75,3 J K^-1 mol^-1. Precisamos calcular a energia necessária para aquecer 250 g de água a partir de 40^circ C. Para isso, vamos precisar transformar a massa da água em mols e usar a fórmula da quantidade de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de água temos em 250 g. Sabemos que a massa molar da água (H₂O) é aproximadamente 18 g/mol.
Número de mols = MassaMassa molar = 250 , g18 , g/mol approx 13,89 , mol ú

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula da quantidade de calor:
q = n cdot C cdot De
Onde:
  • $ q $ é a quantidade de calor,
  • $ n $ é o número de mols,
  • $ C $ é a capacidade calorífica molar,
  • $ \Delta T $ é a variação de temperatura.

Passo 4

Precisamos determinar a variação de temperatura ($ \Delta T $). Como a água está sendo aquecida a partir de De, vamos supor que a temperatura final seja, por exemplo, 40^circ C. Então:
80^circ C

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
q = 13,89 , mol cdot 75,3 , J , K^-1 , mol^-1 cdot 40 , K
q = 13,89 times 75,3 times 40 approx 41.877,6 , J

Passo 6

Para facilitar, podemos arredondar para duas casas decimais:
q approx 41.878 , J

Resposta

A energia necessária para aquecer 250 g de água de 40^circ C até 80^circ C é aproximadamente 41.878 , J.

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