Em um calorímetro (instrumento utilizado em laboratórios de física para estudar trocas de calor), inicialmente com 150g água (calor específico 1,0 frac{cal}{g.ºC}) a uma temperatura de 10 , é colocado um bloco metálico homogêneo, de 200g, e com temperatura de 90 . Considerando que a temperatura de equilíbrio atingida é de 30 . e desprezando a capacidade térmica do calorímetro, qual o calor específico do metal que constitui o bloco?

A resposta correta é a letra B) 0,25 cal/g.°C.

Para encontrar o calor específico do metal, precisamos calcular a variação de calor que ocorreu no sistema. Inicialmente, o calorímetro contém 150g de água a 10°C. Em seguida, é colocado um bloco metálico homogêneo de 200g a 90°C. Considerando que a temperatura de equilíbrio atingida é de 30°C, podemos calcular a variação de calor que ocorreu no sistema.

Primeiramente, vamos calcular a variação de calor que ocorreu na água. A variação de calor é dada pela fórmula Q = mcΔT, onde m é a massa da água, c é o calor específico da água (1,0 cal/g.°C) e ΔT é a variação de temperatura. Nesse caso, a variação de temperatura é de 20°C (30°C - 10°C). Portanto, a variação de calor que ocorreu na água é Q = 150g × 1,0 cal/g.°C × 20°C = 3000 cal.

Agora, vamos calcular a variação de calor que ocorreu no bloco metálico. Como a temperatura final é a mesma para ambos os sistemas (30°C), a variação de temperatura do bloco metálico é de 60°C (90°C - 30°C). Seja c o calor específico do metal, então a variação de calor que ocorreu no bloco metálico é Q = 200g × c × 60°C.

Como o sistema está em equilíbrio térmico, a variação de calor que ocorreu na água é igual à variação de calor que ocorreu no bloco metálico. Portanto, podemos igualar as duas expressões: 3000 cal = 200g × c × 60°C. Resolvendo para c, encontramos o calor específico do metal: c = 0,25 cal/g.°C.

Portanto, a resposta correta é a letra B) 0,25 cal/g.°C. Essa é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g do metal em 1°C.