Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material: Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital. Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor específico da água 4,30 J/(g ⁰C). Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C). A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que não é desprezível. Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos, sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o ambiente:
Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material:
Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma
fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital.
Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor
específico da água 4,30 J/(g ⁰C).
Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C).
A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que
não é desprezível.
Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos,
sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o
ambiente:
- A)6 J/⁰C
- B)0,06 J/⁰C
- C)0,12 J/⁰C
- D)0,15 J/⁰C
- E)12 J/⁰C
Resposta:
A alternativa correta é A)
Para calcular a capacidade térmica do copo de alumínio, vamos analisar os resultados obtidos nos dois experimentos. No primeiro experimento, com 50 gramas de água, o técnico encontrou um calor específico de 4,30 J/(g ⁰C), que é maior que o valor real de 4,18 J/(g ⁰C). Isso significa que o copo de alumínio absorveu parte do calor fornecido pela resistência elétrica.
No segundo experimento, com 100 gramas de água, o técnico encontrou um calor específico de 4,24 J/(g ⁰C), que também é maior que o valor real. Nesse caso, o copo de alumínio também absorveu parte do calor.
Para calcular a capacidade térmica do copo de alumínio, vamos considerar a diferença entre o calor específico encontrado e o valor real. No primeiro experimento, a diferença é de 0,12 J/(g ⁰C) (4,30 - 4,18). No segundo experimento, a diferença é de 0,06 J/(g ⁰C) (4,24 - 4,18).
Como a massa de água foi dobrada no segundo experimento, a capacidade térmica do copo de alumínio pode ser calculada multiplicando a diferença encontrada no segundo experimento por 2, o que resulta em 0,12 J/(g ⁰C) × 2 = 0,24 J/⁰C.
No entanto, como o técnico encontrou um valor maior que o real em ambos os experimentos, isso significa que a capacidade térmica do copo de alumínio é ainda maior. Podemos calcular a capacidade térmica total do sistema (copo de alumínio + água) subtraindo o valor real do calor específico da água do valor encontrado no primeiro experimento: 4,30 - 4,18 = 0,12 J/(g ⁰C).
Multiplicando essa diferença pela massa de água do primeiro experimento (50 gramas), obtemos a capacidade térmica do copo de alumínio: 0,12 J/(g ⁰C) × 50 g = 6 J/⁰C.
Portanto, a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos é A) 6 J/⁰C.
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