Com o objetivo de determinar o calor específico de um bloco um material vindo dos confins do universo, de massa 1000 g , um resistor que dissipa 30 W é inserido no interior do bloco. O resistor fica ligado durante 10 minutos (600s) liberando calor para o bloco, que sofre uma variação de temperatura de
. Calcule a capacidade térmica do bloco e o calor específico do material que veio dos confins do universo.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede, o conteúdo envolvido e o que precisamos para resolver.
– Enunciado em poucas palavras: temos um bloco de 1000 g de um material “alienígena”. Um resistor de 30 W fica ligado dentro dele por 600 s, fazendo a temperatura subir ΔT = 60 °C. Queremos achar a capacidade térmica do bloco © e o calor específico do material ©.
– Conteúdo da matéria: calorimetria básica, onde usamos
– Enunciado em poucas palavras: temos um bloco de 1000 g de um material “alienígena”. Um resistor de 30 W fica ligado dentro dele por 600 s, fazendo a temperatura subir ΔT = 60 °C. Queremos achar a capacidade térmica do bloco © e o calor específico do material ©.
– Conteúdo da matéria: calorimetria básica, onde usamos
- energia térmica fornecida
, - relação entre energia e capacidade térmica
, - relação entre capacidade térmica e calor específico
.
– O que vamos precisar: potência do resistor §, tempo de funcionamento (t), variação de temperatura (ΔT) e massa (m).
Passo 2
Calcular a quantidade de calor
que o resistor forneceu ao bloco.
Teoria rápida: Potência § é energia por segundo, então em tempo fornecemos
Teoria rápida: Potência § é energia por segundo, então em tempo
Aqui,
e
.
Passo 3
Achar a capacidade térmica
do bloco.
Teoria rápida: capacidade térmica é a energia necessária para aumentar em 1 °C, dada por
Teoria rápida: capacidade térmica é a energia necessária para aumentar em 1 °C, dada por
Substituindo
e
:
Passo 4
Determinar o calor específico
.
Teoria rápida: a capacidade térmica de um objeto de massa é
.
Então
Teoria rápida: a capacidade térmica de um objeto de massa
Então
Aqui, a massa é
. Usando
:
Resposta
Capacidade térmica do bloco:
Calor específico do material:
Calor específico do material: