Enunciado

17.43. Você fornece 8950 J de calor a 3,0 m o l s de ferro.

a) Qual é o aumento da temperatura do ferro?

b) Se essa mesma quantidade de calor for fornecia a 3,0 k g de ferro, qual será o aumento da temperatura do ferro?

c) Explique a diferença nos resultados obtidos nas partes a ) e b )

Passo 1

Como nos foi dado o calor Q = 8950 J e a quantidade de ferro em mols n = 3,0 m o l s , podemos usar a fórmula para a variação de temperatura que utiliza o calor molar C e o número de mols n .

Q = n C Δ T

E procurando na tabela disponível no livro no capítulo 17, vemos que o calor molar do ferro é

C f e r r o = 26,3 J m o l . K

E aí é só substituir e encontrar a diferença de temperatura:

Q = n C Δ T

8950 = 3 × 26,3 × Δ T

Δ T = 113,4 K

E como para diferença de temperatura, não importa se é em Kelvin ou em Celsius, podemos ainda ter:

Δ T = 113,4 º C

Passo 2

Agora vamos para o item (b).

Agora temos a massa do ferro m = 3,0 k g , por isso, vamos utilizar a equação para variação da temperatura que utiliza o calor específico c .

Q = m c Δ T

E o calor específico do ferro, que podemos ver na tabela do livro é:

c f e r r o = 470 J k g . K

Logo, teremos:

Q = m c Δ T

8950 = 3 × 470 × Δ T

Δ T = 6,34 K

Ou ainda, como é uma diferença de temperatura, que:

Δ T = 6,34 º C

Passo 3

Na letra c), pede para a gente explicar por que deu valores diferentes.

Bom, isso acontece por que 3 m o l s de ferro é diferente de 3 k g de ferro.

Na realidade, 3 m o l s de ferro é uma quantidade bem menor do que 3 k g e por isso, essa quantidade menor, que foi vista na letra a), para uma mesma quantidade de calor fornecida, irá esquentar muito mais, enquanto a quantidade maior de ferro, vista na letra b), irá esquentar muito menos.

Resposta

  1. Δ T = 113,4 º C
  2. Δ T = 6,34 º C
  3. A s   t e m p e r a t u r a s   s ã o   d i f e r e n t e s ,   p o i s   a s   q u a n t i d a d e s   d e   f e r r o   s ã o   d i f e r e n t e s .
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