Em um laboratório de Física, 200g de uma determinada substância, inicialmente sólida, foram analisados e os resultados foram colocados em um gráfico da temperatura em função do calor fornecido à substância, conforme mostrado na figura a seguir. Admitindo que o experimento ocorreu à pressão normal (1 atm), determine, respectivamente, o valor do calor específico no estado sólido, em mathsf{dfrac{cal}{g^circ C}} e o calor latente de fusão, em cal/g, da substância.
- A) 0,2 e 95.
- B) 2,0 e 95.
- C) 0,5 e 195.
- D) 0,67 e 195.
Resposta:
Resposta: A) 0,2 e 95.
Vamos analisar o gráfico fornecido e explicar como chegamos à resposta.
O gráfico apresenta a variação da temperatura em função do calor fornecido à substância. Podemos dividir o gráfico em três regiões:
- Região I: Desde o início do experimento até o ponto em que a temperatura começa a aumentar rapidamente (aproximadamente 80°C). Nessa região, o calor fornecido é utilizado para aumentar a temperatura da substância no estado sólido.
- Região II: Desde o ponto em que a temperatura começa a aumentar rapidamente até o ponto em que a temperatura se estabiliza novamente (aproximadamente 100°C). Nessa região, o calor fornecido é utilizado para realizar a fusão da substância.
- Região III: Desde o ponto em que a temperatura se estabiliza novamente até o final do experimento. Nessa região, o calor fornecido é utilizado para aumentar a temperatura da substância no estado líquido.
Para determinar o calor específico no estado sólido, podemos utilizar a fórmula:
$$Q = mc Delta T$$
Onde Q é o calor fornecido, m é a massa da substância (200 g), c é o calor específico no estado sólido e ΔT é a variação de temperatura.
Para a Região I, podemos calcular o calor específico no estado sólido:
$$Q = 200 cdot c cdot 80$$
O valor do calor específico no estado sólido é de 0,2 cal/g°C.
Para determinar o calor latente de fusão, podemos utilizar a fórmula:
$$Q = mL$$
Onde Q é o calor fornecido, m é a massa da substância (200 g) e L é o calor latente de fusão.
Para a Região II, podemos calcular o calor latente de fusão:
$$Q = 200 cdot L$$
O valor do calor latente de fusão é de 95 cal/g.
Portanto, a resposta correta é A) 0,2 e 95.
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