Calor pode ser definido como a transferência de energia térmica ocasionada pelo movimento desordenado de átomos, íons ou moléculas, provocada por uma diferença na temperatura. Com base nos conceitos termodinâmicos sobre calor, calcule o calor fornecido a uma chaleira de cobre de 500 g que contém 400 g de água em aquecimento, partindo de uma temperatura inicial de 22 °C até sua temperatura de ebulição. Dados: Cs Cobre: 0,38 J.(°C)-1.g-1; Cs Água(l): 4,184 J.(°C)-1.g-1 e Cs Água(vapor): 2,01 J.(°C)-1.g-1.Considerando a situação exposta, assinale a alternativa CORRETA: A) 163176 J. B) 14820 J. C) 23180 J. D) 78390 J.
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Resposta:
Para calcular o calor fornecido à chaleira de cobre e à água durante o aquecimento até a temperatura de ebulição, podemos usar a fórmula da quantidade de calor:
Q = m * C * ΔT
Onde:
Q = quantidade de calor (em joules)
m = massa (em gramas)
C = capacidade térmica (em J/(°C * g))
ΔT = variação de temperatura (em °C)
Primeiro, calcularemos o calor fornecido ao cobre e, em seguida, o calor fornecido à água.
1. Calor fornecido ao cobre:
m (cobre) = 500 g
C (cobre) = 0,38 J/(°C * g)
ΔT (cobre) = temperatura de ebulição (100°C) - temperatura inicial (22°C) = 78°C
Q (cobre) = 500 g * 0,38 J/(°C * g) * 78°C = 14660 J
2. Calor fornecido à água:
m (água) = 400 g
C (água) = 4,184 J/(°C * g)
ΔT (água) = temperatura de ebulição (100°C) - temperatura inicial (22°C) = 78°C
Q (água) = 400 g * 4,184 J/(°C * g) * 78°C = 130775,2 J
Agora, somamos os calores fornecidos ao cobre e à água para encontrar o calor total fornecido:
Q (total) = Q (cobre) + Q (água) = 14660 J + 130775,2 J = 145435,2 J
Portanto, o calor fornecido à chaleira de cobre e à água durante o aquecimento é de aproximadamente 145435,2 J.
A alternativa correta é: A) 163176 J.