Um pesquisador, que precisava descobrir algumas características de uma determinada substância, realizou certos experimentos utilizando uma fonte de potência constante de 1600W. Sabe-se que a potência térmica se relaciona com a quantidade de calor através da igualdade P = Q/ Delta t , onde P é a potência, Q é a quantidade de calor trocado e Delta t é o intervalo de tempo de funcionamento da fonte. Sendo assim, analise os experimentos realizados por esse pesquisador, descritos abaixo.
I – Tendo como objetivo medir o calor latente de fusão, colocou, em um recipiente, 1 kg da substância no estado sólido e, do início da fusão até o derretimento completo, anotou um intervalo de tempo de 5 minutos para o funcionamento da fonte térmica.
II – Tendo como objetivo medir o calor específico da substância no estado líquido, utilizou a massa de 1 kg, já derretida no experimento I, e anotou que, para uma variação de 30°C na temperatura, foram necessários apenas 2 minutos de funcionamento da fonte térmica.
Desprezando-se as eventuais perdas de calor envolvidas nos experimentos e considerando 1 cal = 4,0 J, é correto afirmar que o calor latente e o calor específico valem respectivamente:
- A) 100 cal/g e 1,2 cal/g°C
- B) 100 cal/g e 1,4 cal/g°C
- C) 100 cal/g e 1,6 cal/g°C
- D) 120 cal/g e 1,2 cal/g°C
- E) 120 cal/g e 1,6 cal/g°C
Resposta:
A alternativa correta é letra E) 120 cal/g e 1,6 cal/g°C
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA E
Com as informações do item I, determinaremos o calor latente:
Delta t = 5min=300s
P=1600W
m=1kg=1000g
1 cal = 4J
Q = P.Delta t = 1600.300=480000J
Logo, Q=120000cal:
Q=m.L
L=frac{Q}{m}=frac{120000}{1000}=120cal/g
Com as informações do item I, determinaremos o calor sensível:
Delta t = 2min=120s
P=160W
m=1kg=1000g
Delta T = 30°C
Q=P.Delta t = 1600.120=192000J=48000cal
Q=m.C_p.Delta t
C_p=frac{Q}{m.Delta t }=frac{48000}{1000.120}=1,6cal/g.°C
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA E
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