Enunciado

O calorímetro de fluxo é um dispositivo usado para medir o calor específico dos líquidos. O líquido que passa pelo calorímetro, com uma vazão conhecida, recebe energia, na forma de calor, a uma taxa conhecida. A medida da diferença de temperatura resultante entre os pontos de entrada e de saída do líquido permite determinar o calor específico do líquido Suponha que um líquido de massa específica 0,85   g / c m 3 , passa por um calorímetro de fluxo com uma vazão de 8,0   c m 3 / s . Quando um aquecedor elétrico é usado para fornecer energia ao líquido a uma taxa de 250   W , uma diferença de temperatura de 15 ° C é estabelecida no regime estacionário entre os pontos de entrada e de saída. Qual é o calor específico do líquido.

Passo 1

Um objeto com massa de 6,0   k g desce de uma altura de 50,0   m e, por meio de uma ligação mecânica, faz girar uma hélice que agita 0,600   k g de água. Suponha que a energia potencial gravitacional inicial do objeto é totalmente transferida para a energia térmica da água, que está inicialmente a 15,0 ° C . Qual é o aumento de temperatura da água?

Passo 2

Vamos calcular qual era a energia potencial gravitacional inicial do objeto:

U 0 = m g h = 6,0 9,8 50 = 2940   J

Se toda essa energia for transferida para os 0,600   k g de água na forma de calor, o aumento de temperatura será:

Q = m c Δ T

2940 = 0,600 4190 Δ T

Δ T = 1,17   ° C

Perceba que utilizamos c = 4190 J k g ∙ ° C , por isso era importante que a energia estivesse em Joules, a massa em quilogramas e, no final das contas, a temperatura em graus Celsius.

Resposta

A temperatura da água aumenta em 1,17 ° C .

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