O calorímetro é um equipamento que permite a troca de calor entre as substâncias contidas em seu interior ao mesmo tempo em que não permite qualquer perda ou ganho de calor com o ambiente externo.
Em um calorímetro, colocou-se, inicialmente, 200 gramas de água a uma temperatura de 60 0C e; num segundo momento, 200 gramas de esferas de alumínio a uma temperatura de 30 0C.
Passado alguns minutos, verificou-se que a temperatura interna do calorímetro estabilizou-se em 54 0C. Tal temperatura é chamada temperatura de equilíbrio térmico.
Do exposto, é correto afirmar que
- A) o calor específico da água é menor que o calor específico do alumínio.
- B) o calor específico do alumínio é menor que o calor específico da água.
- C) a água recebeu mais calor que o alumínio até atingir o equilíbrio térmico.
- D) o alumínio recebeu mais calor que a água até atingir o equilíbrio térmico.
Resposta:
Resposta: A alternativa correta é a letra B) o calor específico do alumínio é menor que o calor específico da água.
Para entender essa resposta, it's essential to understand the concept of specific heat capacity. Specific heat capacity is the amount of heat energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by 1°C. In other words, it's a measure of how much energy is needed to change the temperature of a substance.
In the given problem, we have 200 grams of water at 60°C and 200 grams of aluminum spheres at 30°C. When we mix them together in a calorimeter, the temperature eventually stabilizes at 54°C, which is the equilibrium temperature. Since the calorimeter is a closed system, there is no heat loss or gain to the surroundings.
Now, let's analyze the options:
- A) The specific heat capacity of water is less than that of aluminum. This is incorrect, as the specific heat capacity of water is approximately 4.184 J/g°C, while that of aluminum is around 0.897 J/g°C.
- B) The specific heat capacity of aluminum is less than that of water. This is correct, as shown by the values mentioned above.
- C) Water receives more heat than aluminum to reach thermal equilibrium. This is incorrect, as the equilibrium temperature is 54°C, which is closer to the initial temperature of water (60°C) than that of aluminum (30°C). This implies that aluminum receives more heat than water to reach equilibrium.
- D) Aluminum receives more heat than water to reach thermal equilibrium. This is incorrect, as explained in the previous point.
Therefore, the correct answer is option B) the specific heat capacity of aluminum is less than that of water.
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