Termologia III - Parte 1

ESTUDO DIRIGIDO

Para os exercícios, pense em qual das fórmulas deverá usar, de acordo com o que o problema está dando:
$$C = \frac{Q}{\Delta\theta}$$
$$C = c\cdot m$$
$$Q = m\cdot c\cdot \Delta\theta$$

Sendo:

• C ("Cezão") a capacidade térmica do material, ou seja, a quantidade/capacidade de calor de um corpo de massa m para que varie de 1 °C;
• c ("cezinho") o calor específico, ou seja, a capacidade de uma substância para que varie de 1 °C;
• Q a quantidade de calor fornecida ou retirada de um corpo;
• m a massa do corpo em gramas;
• Δθ a variação de temperatura;

Para relacionar calor específico com o material, use a tabela:

1. Seja um objeto de 500g, que tem sua temperatura aumentada 40 °C ao receber 1860cal.

a) Calcule a capacidade térmica deste objeto;

b) Calcule o calor específico.

c) De acordo com o valor do calor específico achado, e com a tabela acima, de que material é este objeto?

Dica: O problema deu massa m, deu variação de temperatura Δθ e deu a quantidade de calor Q. Para calcular a capacidade térmica, pode usar C = Q / Δθ; Para calcular o calor específico, uma vez calculado a capacidade térmica, pode usar C = c.m (neste caso, o calor específico vai ser c = C / m) OU pode usar a fórmula Q = m.c.Δθ (neste caso, c = Q / m.Δθ).

---

2. (Makenzie - SP) Em uma manhã de céu azul, um banhista na praia observa que a areia está muito quente e a água do mar está muito fria. À noite, esse mesmo banhista observa que a areia da praia está fira e a água do mar está morna. O fenômeno observado deve-se ao fato de que:

a) a densidade da água do mar é menor que a da areia.
b) o calor específico da areia é menor que o calor específico da água.
c) o coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia.
d) o calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar.
e) a agitação da água do mar retarda seu resfriamento.

---

3. Um corpo possui massa de 500 gramas e calor específico 0,4 g/cal°C. Determinar:
 

a) A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 5°C para 35°C; Dica: Aqui o corpo vai receber calor, dessa forma a quantidade de calor Q é "positiva"; Se o corpo está a 5 °C, e vai para 35 °C, variou quanto? Δθ = ? Use Q = m.c.Δθ

b) A quantidade de calor que o corpo deve ceder para que sua temperatura diminua de 15°C.

Dica: Aqui o corpo vai perder calor, dessa forma a quantidade de calor Q é "negativa". Aqui já deu a Δθ ! Use Q = m.c.Δθ

---

4. (UEMA) Determinar o calor específico do alumínio, sabendo-se que numa massa equivalente a 20 g, a quantidade de calor de 132 cal é adquirida quando a temperatura varia de 30 ºC. Confira o resultado com a tabela de calor específico. 

Dica: o problema deu massa m, quantidade de calor Q, e deu a variação de temperatura.  

Use Q = m.c.Δθ (neste caso, o calor específico vai ser c = Q / m.Δθ)

---

5.  Um bloco metálico esta inicialmente a uma temperatura de 20ºC. Recebendo uma quantidade de calor Q = 330cal, sua temperatura altera para 50ºC.

a) Qual é o valor da capacidade térmica do bloco? Dica: Use C = Q / Δθ; o corpo estava a 20 °C, e vai para 50 °C. Variou Δθ quanto?

b) Diga, com suas palavras, o significado do resultado que você encontrou em (a).

c) Quantas calorias deveriam ser fornecidas a ele para que sua se elevasse de 20 ºC para 100 ºC. 

Dica: Resposta da (b) Você encontrou a capacidade térmica do corpo na letra (a), ou seja, a quantidade de calor que deve ser fornecida ao corpo para variar 1 °C de sua temperatura. Assim, para variar 1 °C, é necessário "tantas" calorias; para variar 2 °C precisa de 2x "tantas" calorias; e assim por diante. E quantas calorias são necessárias para variar de 20 °C para 100 °C, ou seja, para variar 80 °C?

d) Quantas calorias seriam liberadas pelo bloco de sua temperatura baixasse de 100ºC para 0ºC?

Dica: o mesmo da letra (c), porém vai perder calor. A diferença nesta questão é que quando perde calor, Q é "negativo".

|