Sobre a chama constante de um fogão a gás, verifica-se que a temperatura de certa massa de água se eleva de 20^circ C em 5,0 minutos, enquanto massa igual de outro líquido sofre elevação de 40^circ C em 4,0 minutos. O calor específico desse líquido é, em cal/g ^circ C,
(A) 0,20
(B) 0,30
© 0,40
(D) 0,60
(E) 0,80

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que a gente tem uma chama de fogão que fornece calor sempre na mesma taxa (potência térmica constante). A gente aquece uma certa massa de água: ela sobe de 20 °C em 5,0 min. Com a mesma massa de outro líquido, a temperatura sobe 40 °C em 4,0 min. A pergunta é: qual é o calor específico desse segundo líquido, em cal/g °C?
Conteúdo: calorimetria, usando a fórmula e o conceito de potência térmica ( ). A gente vai precisar dessas duas ideias pra igualar a potência que chega à água e ao líquido desconhecido.

Passo 2

Antes de mais nada, lembra que calor Q = m , c , De absorvido por um corpo é dado por
P = Qt,
onde
  • é a massa,
  • é o calor específico,
  • é a variação de temperatura.
E potência térmica (a “força” com que o calor chega) é
sendo o tempo.

Passo 3

Como a chama é a mesma e o enunciado diz “chama constante”, a potência que chega à água é igual à potência que chega ao outro líquido. Ou seja:
Págua = Plíquido áí
Isso dá
[
\frac{Q_{água}}{t_{água}}

\frac{Q_{liq}}{t_{liq}}.
]

Passo 4

Agora, escreve cada Qágua = m , cágua , De com Qliq = m , cliq , De.
Para a água:
ááá
Tempo á min.
Para o líquido desconhecido:
e min.

Passo 5

Igualando potências:
[
\frac{m \cdot 1{,}0 \cdot 20}{5{,}0}

\frac{m \cdot c_{liq} \cdot 40}{4{,}0}.
]
A massa m cdot 1,0 cdot 205,0 = m cdot cliq cdot 404,0 cancela. Simplificando cada lado:
205 = 40,cliq4
4 = 10,cliq
cliq = 410 = 0,4;calg,^circ C

Resposta

O calor específico do líquido é 0,40 cal/g °C. (alternativa C)

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