Uma pessoa com temperatura de
bebe
de água a
. Qual é a quantidade de calor que essa pessoa transfere para a água? O calor específico da água é
.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados (estou pegando diretamente os números do enunciado):
- Temperatura inicial da pessoa:
. - Massa da água ingerida:
. - Temperatura inicial da água:
. - Calor específico da água:
.
O que o problema pede: calcular a quantidade de calor que a pessoa transfere para a água.
Observação necessária (assunção): como não foi dada a massa da pessoa nem outras informações, assumimos que a pessoa atua como reservatório térmico e que a água atinge a temperatura da pessoa, isto é, a temperatura final da água será
. Com essa assunção podemos calcular o calor recebido pela água — que é exatamente o calor perdido pela pessoa.
Passo 2
Fórmula que vamos usar: a variação de energia térmica (calor) absorvida por uma massa de substância é
onde:
-
é a quantidade de calor (em joules, ); -
é a massa (em gramas, ); -
é o calor específico (em ); -
é a variação de temperatura, definida como (em ou em ); diferenças de temperatura em e em têm o mesmo valor numérico.
Explicando em miúdos: o calor específico
diz quanta energia é necessária para aquecer
da substância em
. Multiplicando por
e por quantos graus a temperatura sobe, obtemos a energia total.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura da água:
Portanto a água precisa aumentar sua temperatura em
.
Passo 4
Agora substituímos os valores na fórmula passo a passo.
Primeiro calcule
:
Fazendo a conta detalhada:
Então
.
Agora multiplica pela massa
:
Uma forma mental de ver:
.
Passo 5
Interpretação física e sinal:
é a quantidade de calor que a água recebe (ganho de energia). Como a pergunta é “qual é a quantidade de calor que essa pessoa transfere para a água?”, essa é a energia que a pessoa perde para a água. Em termos de sinal, a pessoa perde
(perda) e a água ganha
(ganho). Em unidades mais usuais, isso é
.