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 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
  1. energia térmica fornecida ,
  2. relação entre energia e capacidade térmica ,
  3. 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 Q = P times t que o resistor forneceu ao bloco.
Teoria rápida: Potência § é energia por segundo, então em tempo Q = 30 times 600 = 18000 J fornecemos
Aqui, e .

Passo 3

Achar a capacidade térmica Q = C,De do bloco.
Teoria rápida: capacidade térmica é a energia necessária para aumentar em 1 °C, dada por
C = 1800060 = 300 J^circC
Substituindo e :

Passo 4

Determinar o calor específico c = Cm .
Teoria rápida: a capacidade térmica de um objeto de massa c = 300 J/^circ C1,0 kg = 300 Jkg,K é .
Então
Aqui, a massa é . Usando :

Resposta

Capacidade térmica do bloco:
Calor específico do material:

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