Uma peça de ferro de
com temperatura de
. Qual é a quantidade de energia necessária para aquecê-la até
? Considere o calor específico do ferro como sendo
.
Passo 1
O enunciado pede a quantidade de energia necessária para aquecer uma peça de ferro. As informações dadas são:
- massa da peça:
(peguei do enunciado); - temperatura inicial:
(peguei do enunciado); - temperatura final:
(peguei do enunciado); - calor específico do ferro:
(peguei do enunciado).
A pergunta é: qual a energia
necessária para aquecer a peça de
até
?
Passo 2
Fórmula que usamos: a energia (calor) necessária para aquecer um corpo sem mudança de fase é dada por
onde:
-
é a energia (calor) em calorias ( ); -
é a massa do corpo em gramas ( ); -
é o calor específico em ; -
é a variação de temperatura em , definida por .
Explicação curta do conceito: o calor específico
indica quantas calorias são necessárias para aumentar 1 grama do material em
. Multiplicando por
obtemos quantas calorias são necessárias para aumentar toda a massa em
; multiplicando por
obtemos o total para a variação desejada.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura:
Passo 4
Calcular o produto
(mostrando os passos aritméticos):
Fazendo a multiplicação:
portanto
Interpretação de unidade: isso significa que são necessárias
para aumentar a peça inteira em
.
Passo 5
Agora multiplico pelo
para obter
. Mostrando a conta em detalhes:
Calcule:
Portanto
Passo 6
Conversão opcional para joules (caso queira a resposta no SI). Fator de conversão:
. Então
Calcule em duas etapas:
e
, somando dá
. Assim
Passo 7
Dicas rápidas para a prova (motivação e truques): em problemas de aquecimento sempre comece por calcular
. Verifique unidades (massa em g se
estiver em cal/g°C, ou converta para kg e use
em J/kg·K). Faça multiplicações parciais para evitar erros (como eu mostrei em
). Você já fez o mais difícil — agora é só repetir o procedimento com qualquer material. Força, você consegue!