Resposta:

4,184 joules.

Explicação:

a) Para calcular o trabalho realizado pela água, precisamos primeiro encontrar a energia potencial gravitacional do bloco no início da descida e a energia cinética do bloco no final da descida. A diferença entre essas duas energias será igual ao trabalho realizado pela água.

A energia potencial gravitacional do bloco no início da descida é dada por:

Ep = mgh

Onde m é a massa do bloco, g é a aceleração da gravidade e h é a altura de onde o bloco começa a descer. Substituindo os valores, temos:

Ep = 4 x 9,8 x 10 = 392 J

A energia cinética do bloco no final da descida é dada por:

Ec = (1/2)mv^2

Onde v é a velocidade do bloco no final da descida. Como o bloco começa do repouso, podemos usar a equação da energia mecânica para relacionar a energia potencial gravitacional no início com a energia cinética no final:

Ep = Ec

mgh = (1/2)mv^2

Cancelando a massa e resolvendo para v, temos:

v = √(2gh) = √(2 x 9,8 x 10) = 14 m/s

Substituindo o valor de v na equação da energia cinética, temos:

Ec = (1/2)mv^2 = (1/2) x 4 x 14^2 = 392 J

A diferença entre a energia cinética e a energia potencial gravitacional é igual ao trabalho realizado pela água:

W = Ec - Ep = 392 - 392 = 0 J

Porém, sabemos que a água aumentou sua temperatura em 0,93 °C. Isso significa que ela recebeu energia térmica, que pode ser calculada por:

Q = mcΔT

Onde Q é a energia térmica, m é a massa da água, c é o calor específico da água (que vale 1 cal/g.°C) e ΔT é a variação de temperatura. Substituindo os valores, temos:

Q = 0,1 x 1 x 0,93 = 0,093 cal

Portanto, o trabalho realizado pela água foi de 0 J e ela recebeu 0,093 cal de energia térmica.

b) A relação entre as unidades caloria e joule é:

1 cal = 4,184 J

Isso significa que 1 caloria é equivalente a 4,184 joules.