Qual a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 200g de cobre de 100 cá 800 C considere o calor específico do cobre igual a 0093 cal g C *?

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Questões resolvidas de vestibulares sobre Calorimetria Professor Pregolini 1) Um corpo possui massa de 500 gramas e calor específico 0,4 g/cal ºC . Determinar: a) A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 5 ºC para 35 ºC; b) A quantidade de calor que o corpo deve ceder para que sua temperatura diminua de 15 ºC. Dados do problema • massa do corpo: m = 500 g; • calor específico: c = 0,4 g/cal ºC. Solução: a) Sendo a temperatura inicial t i = 5 ºC e a temperatura final t f = 35 ºC a quantidade de calor que o corpo deve receber para que ocorra o aquecimento será dada por Q=mcΔt Q = m c (t f - t i) Q = 500 * 0,4 * (35 - 5) Q = 200 * 30 = 6000 cal b) Se o calor é cedido Δt < 0 , portanto, a variação deve ser Δt = −15 ºC e o calor cedido será dado por Q = m c Δt Q = 500.0,4.(35−15) Q =−3000 cal Observação: no item (a) a temperatura varia de um valor inicial t i para um valor final t f, conhecemos os valores inicial e final da temperatura. No item (b) a temperatura varia de um certo valor, conhecemos a variação Δt sem conhecermos os valores inicial e final da temperatura. 2) Um bloco de uma material desconhecido e de massa 1kg encontra-se à temperatura de 80°C, ao ser encostado em outro bloco do mesmo material, de massa 500g e que está em temperatura ambiente (20°C). Qual a temperatura que os dois alcançam em contato? Considere que os blocos estejam em um calorímetro.

Solução:

3) Qual a quantidade de calor absorvida para que 1L d'água congelado e à 20°C vaporize e chegue a temperatura de 130°C. Dados: Calor latente de fusão da água: L=80cal/g Calor latente de vaporização da água: L=540cal/g Calor específico do gelo: c=0,5cal/g.°C Calor específico da água: c=1cal/g.°C Calor específico da água: c=0,48cal/g.°C Densidade da água: d:1g/cm³ 1L=1dm³=1000cm³ Solução: m=d.V m=1000g

4) Um bloco de ferro de 10cm³ é resfriado de 300°C para 0°C. Quantas calorias o bloco perde para o ambiente? Dados: densidade do ferro=7,85g/cm³ e calor específico do ferro=0,11cal/g.°C O primeiro passo é descobrir a massa do bloco, sabendo sua densidade e seu volume (é importante prestar bastante atenção nas unidades de cada grandeza). Solução:

Conhecendo a massa, podemos calcular a quantidade de calor do corpo:

Como Q

LETRA “D”

Faz-se necessário elevar a temperatura do gelo até a temperatura do ponto de fusão. Para isso, temos:

Massa de gelo: 2 kg = 2000 g

Variação de temperatura: ΔT = T – T0 → ΔT = 0 - (-5) = 5 °C

O calor necessário para elevar a temperatura do bloco de gelo de -5°C para 0°C é do tipo sensível, logo:

Q1 = m . c . ΔT

Q1 = 2000 . 0,5 . 5

Q1 = 5000 cal

Q1 = 5 Kcal

No momento em que o gelo chega à temperatura de 0°C, é iniciada a fusão. Agora o calor é do tipo latente:

Q2 = m . LF

Q2 = 2000. 80

Q2 = 160.000

Q2 = 160 Kcal

Por fim, a água no estado líquido deve ter a sua temperatura elevada até 5°C. Para isso, o calor será novamente do tipo sensível.

Calor específico da água: 1 cal/g°C

Variação de temperatura: ΔT = 5 – 0 = 5°C

Q3 = m . c . ΔT

Q3 = 2000. 1 . 5

Q3 = 10.000

Q3 = 10 Kcal

O calor total necessário para aquecer o bloco de gelo até a temperatura de 5 °C é dado pela soma QTOTAL = Q1 + Q2 + Q3

QTOTAL = 5 + 160 + 10 = 175 Kcal

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(Exercício resolvido) Para aquecer 1 kg de uma substância de 10 0C a 60 0C, foram necessárias 400 cal.

Determine:

a) o calor específico do material

b) a capacidade térmica da substância

Resolução:

São dados do exercício:
m = 1kg = 1000 g
Q = + 400 cal
t0 = 10 0C
tf = 60 0C.

a)
A variação de temperatura da substância é dada por:
∆t = tf – t0
∆t = 60 – 10
∆t = 50 0C

Pela equação da quantidade de calor obtemos o calor específico da substância:
Q = m.c.∆t
400 = 1000 . c . 50
400 = 50 000 . c
400 / 50 000 = c
c = 0,008 (cal / g . 0C )

b)
A capacidade térmica é obtida pela equação C = m.c, logo:
C = m.c
C = 1000 . 0,008
C = 8 cal/0C

Respostas :
a) c = 0,008 (cal / g . 0C )
b) C = 8 cal/0C