O iso-octano é um componente básico da gasolina. A queima de
de iso-octano (
) fornece
de calor. Quando
de iso-octano são queimados em um calorímetro, a temperatura aumenta de
para
. Qual a capacidade calorífica do calorímetro?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações (vou escrever cada dado exatamente como foi fornecido):
- A queima de
de iso-octano fornece de calor. - A densidade é
. - Foram queimados
de iso-octano no calorímetro. - A temperatura do calorímetro aumentou de
para .
A pergunta do enunciado:
- Qual a capacidade calorífica do calorímetro?
Passo 2
Conceito que vamos usar (explicadinho): a capacidade calorífica do calorímetro, que vou chamar de
, é a quantidade de calor que o calorímetro absorve por grau de aumento de temperatura. Em fórmulas:
onde:
-
é o calor absorvido pelo calorímetro (em joules ou quilojoules), -
é a variação de temperatura do calorímetro (em ou K — para variação, as duas unidades são equivalentes).
Dica prática: todo o calor liberado pela combustão do combustível vai para o calorímetro (assumindo perdas desprezíveis). Então
é simplesmente a energia liberada pela queima dos
de iso-octano.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura
:
Isso é a quantidade de graus que o calorímetro subiu.
Passo 4
Calcular o calor liberado
pela queima de
.
O enunciado diz que
libera
. Logo para
teremos:
Converter para joules (unidade útil para capacidade calorífica em J/°C):
Observação rápida: a densidade
foi fornecida, mas aqui não foi necessária porque o enunciado já deu a energia por volume (
por
). Se fosse dada a energia por massa, usaríamos a densidade para converter volume ↔ massa.
Passo 5
Usar a fórmula da capacidade calorífica:
Substituindo os valores que calculamos:
Passo 6
Fazer a divisão e tratar algarismos significativos (os dados têm tipicamente 3 algarismos significativos:
,
, temperaturas com 3 dígitos relevantes):
Também dá para escrever em kJ por grau: