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Um experimento é realizado para a identificação de certo metal. Tal experimento consiste em colocar, em um calorímetro, cuja capacidade térmica é considerada desprezível, 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, coloca- se no calorímetro uma amostra de 100 g do metal a 100 °C. Se a temperatura de equilíbrio encontrada foi 30,0 °C, qual é, aproximadamente, em cal/(g °C), o calor específico do metal?Dado Calor específico da água = 1,00 cal/(g °C)

Um experimento é realizado para a identificação de certo metal. Tal experimento consiste em colocar, em um calorímetro, cuja capacidade térmica é considerada desprezível, 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, coloca- se no calorímetro uma amostra de 100 g do metal a 100 °C. Se a temperatura de equilíbrio encontrada foi 30,0 °C, qual é, aproximadamente, em cal/(g °C), o calor específico do metal?

Dado
Calor específico da água = 1,00 cal/(g °C)




Resposta:

A alternativa correta é C)

Vamos começar analisando o que acontece no experimento. Inicialmente, temos 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, adicionamos 100 g do metal a 100 °C. Isso significa que o metal está perdendo calor, e a água está ganhando calor, até que ambos alcancem a temperatura de equilíbrio, que é de 30,0 °C.

Podemos aplicar a fórmula de calor específico, que é Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa do material, c é o calor específico do material e ΔT é a variação de temperatura.

No caso da água, a variação de temperatura é de 7,0 °C (de 23,0 °C para 30,0 °C), e a massa é de 200 g. Podemos escrever a equação:

Q = 200 g × 1,00 cal/(g °C) × 7,0 °C

Q = 1400 cal

Já que a água ganhou 1400 cal, isso significa que o metal perdeu 1400 cal, pois a capacidade térmica do calorímetro é desprezível.

Agora, podemos aplicar a fórmula de calor específico novamente, mas desta vez para o metal:

Q = mcΔT

1400 cal = 100 g × c × (-70,0 °C)

Note que a variação de temperatura do metal é negativa, pois ele perdeu calor.

Agora, podemos resolver para c:

c = 1400 cal / (100 g × -70,0 °C)

c ≈ 0,200 cal/(g °C)

Portanto, a resposta correta é a opção C) 0,200.

  • A) 0,0500
  • B) 0,100
  • C) 0,200
  • D) 0,300
  • E) 0,400
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