Para medir a capacidade térmica de um objeto, tudo que você normalmente tem que fazer é colocá-lo em contato térmico com outro objeto cuja capacidade térmica você sabe. Por exemplo, suponha que um pedaço de metal esteja imerso em água fervente (100^circ C), em seguida é rapidamente transferido para um copo de isopor contendo 250 g de água a 20^circ C. Após cerca de um minuto, a temperatura do conteúdo do copo é 24^circ C. Suponha que durante esse tempo nenhuma energia significativa seja transferida entre o conteúdo do copo e o ambiente. A capacidade de calor do próprio copo é insignificante
b-) Quanto calor é ganho pelo metal?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um pedaço de metal que estava em água fervente a Q = m cdot c cdot De e foi transferido rapidamente para um copo com 250 g de água a . Após um minuto, a temperatura no copo subiu para . A pergunta é: Quanto calor é ganho pelo metal?
Aqui, vamos usar conceitos de calorimetria, que estuda as trocas de calor entre objetos. A gente vai precisar da fórmula do calor transferido, que é:
onde:
  • é o calor
  • é a massa
  • é a capacidade térmica específica
  • é a variação de temperatura

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que acontece nesse cenário. Quando colocamos o metal quente na água fria, o metal vai perder calor e a água vai ganhar calor até alcançarem um equilíbrio térmico, ou seja, a mesma temperatura de .

Passo 3

Vamos calcular quanto calor a água ganhou. Sabemos que:
  • Massa da água, Qágua = mágua cdot cágua cdot Deá
  • Capacidade térmica específica da água, á
  • Variação de temperatura da água, á
Aplicando a fórmula:
áááá

Passo 4

Segundo a lei da conservação de energia, o calor perdido pelo metal é igual ao calor ganho pela água. Então:
Qmetal = Qágua = 4180 , J á
Mas como a pergunta é quanto calor foi ganho pelo metal, na verdade o metal está perdendo esse calor. Portanto, o calor ganho pelo metal é negativo, indicando perda de energia térmica.

Resposta

O metal perdeu de calor.

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