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

Vamos pensar um pouco sobre a situação. Temos um aquecedor fornececendo 250   J de energia por segundo ( 250   W ) , e 8,0   c m 3 de fluido percorrendo o sistema a cada segundo.

Cada centímetro cúbico do fluido tem 0,85   g , de forma que esses 8,0   c m 3 tem a seguinte massa:

m = ρ V = 0,85 8 = 6,8   g

E a variação de temperatura gerada sobre esse fluido é:

Δ T = 15 ° C = 15   K

Passo 2

Ou seja, se analisarmos um intervalo de um segundo temos 6,8   g recebendo 250   J de energia e aumentando sua temperatura em 15   K :

Q = m c Δ T

250 = 0,0068 c 15

c = 250 ( 0,0068 ) ( 15 ) = 2,5   .   10 3 J k g ∙ K

Resposta

O calor específico do líquido é c = 2,5 . 10 3 J k g ∙ K .

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