O perclorato de potássio,
, é usado como oxidante em fogos de artifício. Calcule o calor necessário para aumentar a temperatura de
de
de
até a temperatura de ignição
. A capacidade calorífica do KClO 4 é
.
Passo 1
O que o enunciado nos dá e o que pede:
- Massa fornecida:
. - Temperaturas: inicial
e final . - Capacidade calorífica (calor específico) fornecida:
.
Observação importante (pequena ambiguidade do enunciado): no início aparece
e depois aparece
. Como a capacidade calorífica fornecida é a de
, vou assumir que o problema quer o aquecimento de
usando os dados dados (massa e temperaturas já indicadas). Não estou pedindo informação extra; apenas sigo os números e o
que foram fornecidos.
O pedido explícito: calcular o calor necessário para aquecer os
do material de
até
.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aula rápida e prática):
- Calor necessário para mudar a temperatura de uma massa sem mudança de fase é dado pela fórmula
onde:
-
é o calor trocado (em joules, ); -
é a massa da amostra (em gramas, ); -
é o calor específico (capacidade calorífica específica) da substância (aqui em ); -
é a variação de temperatura (em kelvin, , ou em graus Celsius, ).
Explicação sobre unidades e
: uma diferença de temperatura em graus Celsius é numericamente igual à diferença em kelvin, portanto pode-se usar
em
diretamente quando
está em
. Ou seja, não é necessário converter as temperaturas absolutas para kelvin.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura
:
Passo 4
Substituir os valores na fórmula e calcular passo a passo:
Primeiro calcular
:
Fazendo a multiplicação:
Agora multiplicar pela massa
:
Passo 5
Ajuste de algarismos significativos e conversão prática:
- Os dados têm, em geral,
algarismos significativos (por exemplo tem 4 s.f.; tem 4 s.f.), então a resposta final deve ser dada com algarismos significativos. - Arredondando
para 4 algarismos significativos obtemos . - Opcionalmente, em quilojoules isso é
(mesma informação, só mudando unidade).
Força final e um incentivo: pronto — esse é o cálculo padrão em muitos exercícios de calorimetria. Mantém a calma: a receita é sempre a mesma: identifique
,
e
, e aplique
. Você consegue!