Sobre a chama constante de um fogão a gás, verifica-se que a temperatura de certa massa de água se eleva de
em 5,0 minutos, enquanto massa igual de outro líquido sofre elevação de
em 4,0 minutos. O calor específico desse líquido é, em cal/g
,
(A) 0,20
(B) 0,30
© 0,40
(D) 0,60
(E) 0,80
(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.
Conteúdo: calorimetria, usando a fórmula
Passo 2
Antes de mais nada, lembra que calor
absorvido por um corpo é dado por
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:
Isso dá
[
\frac{Q_{água}}{t_{água}}
\frac{Q_{liq}}{t_{liq}}.
]
]
Passo 4
Agora, escreve cada
com
.
Para a água:
Para a água:
Tempo
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
cancela. Simplificando cada lado:
Resposta
O calor específico do líquido é 0,40 cal/g °C. (alternativa C)