Próximo da temperatura ambiente, a capacidade calorífica específica do etanol é
. Calcule o calor que precisa ser removido para reduzir a temperatura de
de etanol
de
a
.
Passo 1
O enunciado pede o calor que precisa ser removido para abaixar a temperatura de uma certa massa de etanol. Dados fornecidos:
- capacidade calorífica específica:
, - massa:
, - temperatura inicial:
, - temperatura final:
.
A pergunta é: qual é o calor que precisa ser removido (em joules) para essa redução de temperatura?
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicando cada termo).
Quando uma substância muda de temperatura sem mudarem de fase, o calor trocado é dado por:
Quando uma substância muda de temperatura sem mudarem de fase, o calor trocado
onde:
-
é o calor trocado, em joules ( ). significa calor absorvido; significa calor liberado (removido) pelo sistema. -
é a massa da substância, aqui em gramas ( ). -
é a capacidade calorífica específica, em (ou seja, joules por grau Celsius por grama). -
é a variação de temperatura, definida por , em .
Observação prática: como
está dado por grama, deixamos a massa em gramas (não é preciso converter para quilogramas).
Passo 3
Calcular a variação de temperatura
:
O sinal negativo indica que a temperatura diminuiu (ou seja, houve liberação de calor).
Passo 4
Aplicar a fórmula e fazer as contas passo a passo.
Primeiro calcular
:
Agora multiplicar por
:
Passo 5
Interpretação e apresentação do resultado final para a pergunta feita.
O valor indica que
de energia térmica precisam ser removidos do etanol (o sinal negativo só indica direção da troca de calor). Em notação com três algarismos significativos (condizente com
), pode-se escrever aproximadamente
.
O valor
Força aí — já era calor suficiente para esfriar a amostra até
!