A fim de realizar um experimento para descobrir o calor específico de certo material de massa 200g, · tomou-se um calorímetro, que conta com uma resistência elétrica de 1 O W de potência com a finalidade de variar a temperatura do material interno ao calorímetro. O experimento demorou 3 min com a temperatura do material variando de 20ºC. Considerando que não houve troca de calor com o calorímetro, qual o valor encontrado para o calor específico?
- A) 20 J/kgºc
- B) 450 J/kg ºC
- C) 100 J/kg ºC
- D) 180 J/kg ºC
- E) 45 J/kg ºC
Resposta:
Resposta: B) 450 J/kg°C
Para encontrar o calor específico do material, devemos analisar a situação experimental. Temos um calorímetro com uma resistência elétrica de 1 Ω e uma potência de 1 W. Isso significa que a temperatura do material interno ao calorímetro variou de 20°C em 3 minutos. Como não houve troca de calor com o calorímetro, podemos considerar que todo o calor fornecido foi absorvido pelo material.
O calor específico é definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de uma substância em 1°C. Para encontrar o calor específico, podemos utilizar a fórmula:
$$Q = mcDelta T$$
onde Q é a quantidade de calor fornecida, m é a massa do material (200 g = 0,2 kg), c é o calor específico do material e ΔT é a variação de temperatura (20°C).
Como a potência do calorímetro é de 1 W, a quantidade de calor fornecida em 3 minutos é:
$$Q = P times t = 1 W times 180 s = 180 J$$
Substituindo os valores na fórmula, temos:
$$180 J = 0,2 kg times c times 20°C$$
Resolvendo para c, encontramos:
$$c = frac{180 J}{0,2 kg times 20°C} = 450 J/kg°C$$
Portanto, o valor encontrado para o calor específico do material é de 450 J/kg°C, que é a alternativa B.
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