3.6- A temperatura de um sistema fechado sobe de
a
ao receber 300 cal de energia na forma de calor.
Calcule a capacidade térmica deste sistema.
Calcule a capacidade térmica deste sistema.
Passo 1
O enunciado nos dá os seguintes dados:
- Temperatura inicial:
. - Temperatura final:
. - Calor recebido pelo sistema:
.
O que o problema pede:
- Calcular a capacidade térmica do sistema (isto é, a capacidade térmica total
).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):
- A capacidade térmica
de um sistema é a quantidade de calor necessária para elevar a sua temperatura em uma unidade. Em fórmula:
onde:
-
é o calor recebido pelo sistema (unidade: neste problema), -
é a capacidade térmica (unidade: ou ), -
é a variação de temperatura (unidade: ou ). - Importante: uma variação de temperatura em Celsius tem o mesmo valor numérico que em Kelvin. Ou seja, aumentar de
para é a mesma variação que de para ; a diferença é em ambas as escalas. Por isso podemos usar diretamente graus Celsius na diferença de temperatura.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura
:
Passo 4
Isolar
na fórmula
e calcular:
Substituindo os valores que temos:
(Como explicado antes,
é numericamente igual a
.)
Passo 5
Interpretação final e dica de prova:
- A capacidade térmica encontrada significa que são necessários
para elevar a temperatura do sistema em (ou ). - Dica rápida: sempre verifique se o calor
e a variação de temperatura estão nas mesmas unidades (aqui usamos e ), e lembre que diferenças de temperatura podem ser feitas em Celsius sem converter para Kelvin.