Sabendo que a água possui calor específico de 1 caloria por grama por grau célsius, quanto de energia (aqui no caso é calor = energia térmica) preciso retirar de 1 kg de água para que a temperatura abaixe de
para
em um refrigerador? Fornecer o resultado em Joules.
Passo 1
Então, vamos lá! A questão nos pede para descobrir quanta energia precisamos retirar de 1 kg de água para baixar a temperatura dela de 25°C para 5°C usando um refrigerador. Estamos falando de calor específico aqui, que é a quantidade de energia necessária para mudar a temperatura de uma certa massa de uma substância. No nosso caso, a água tem um calor específico de 1 caloria por grama por grau Celsius. Vamos precisar usar essa informação junto com a massa da água e a diferença de temperatura para calcular a energia a ser removida.
Passo 2
Primeiro, precisamos garantir que todas as unidades estão compatíveis. A massa da água é dada em quilogramas, mas o calor específico está em caloria por grama. Então, vamos converter 1 kg de água para gramas:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de temperatura (
), que é a diferença entre a temperatura inicial e a final:
O sinal negativo indica que a temperatura está diminuindo, o que faz sentido já que estamos retirando calor.
Passo 4
Vamos usar a fórmula do calor:
Onde:
-
é a quantidade de calor, -
é a massa, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Substituindo os valores:
O valor negativo indica que estamos retirando calor da água.
Passo 5
Agora, precisamos converter a energia de calorias para joules, já que a resposta deve estar em joules. Sabemos que:
Então,
Ignorando o sinal negativo (já que estamos interessados na quantidade de energia retirada), temos 83.680 J.
Resposta
Precisamos retirar 83.680 Joules de energia da água para abaixar sua temperatura de 25°C para 5°C.