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 25^circ C para 5^circ C 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:
1 kg = 1000 gramas

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de temperatura ( De), que é a diferença entre a temperatura inicial e a final:
De
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:
Q = m times c times De
Onde:
  • Q é a quantidade de calor,
  • m é a massa,
  • c é o calor específico,
  • De é a variação de temperatura.
Substituindo os valores:
Q = 1000 g times 1 calg cdot ^circC times (-20^circC) = -20000 calorias
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:
1 caloria = 4,184 jou<=s
Então,
Q = -20000 cal times 4,184 Jcal = -83,680 J
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.

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