Calor, massa, calor específico, variação de temperatura – Problemas e soluções

9 Calor Massa Calor específico A variação de temperatura – Problemas e soluções

1. Um chumbo de 2 kg é aquecido a partir de 50^oC a 100^oC. O calor específico de chumbo é 130 J.kg^{-1 ou}C^-1. Quanto calor é absorvido pelo chumbo?

Conhecido :

Massa (m) = 2 kg

O calor específico (c) = 1 3 0 J.kg ^-1 C ^-1

A variação de temperatura ( ΔT ) = 100 ^° C – 50 ^° C = 50 ^° C

Procura-se: Calor (Q)

solução:

Q = mc Δ T

Q = calor , m = massa, c = calor específico , ΔT = variação de temperatura

O calor absorvido pelo chumbo:

Q = (2 kg)(1 3 0 J.kg ^-1 C ^-1 )(50 ^o C)

Q = (100)(1 3 0)

Q = 1 3.000 Joules

Q = 1,3 x ^10⁴ Joules

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2. O calor específico do cobre é 390 J/kg ° ^C e a variação de temperatura é de 40 ^° C. Se o cobre absorve 40 Joules de calor, qual é a sua massa?

Conhecido :

O calor específico do cobre ( c) = 390 J/kg ° ^C

A variação de temperatura ( ΔT ) = 40 ^° C

Calor ( Q) = 40 J

Procura-se: Massa (m) de cobre

solução:

Q = mc Δ T

40 J = (m)( 390 J/kg ° ^C )(40 ^° C)

40 = (m)( 390 /kg )(40)

40 = (m)( 390 /kg )(4)

40 = (m)( 1560 /kg )

m = 40 / 1560

m = 0.026 kg

m = 26 gramas

3. A temperatura inicial de 20 gramas de água é de 30 ^{° C .} O calor específico da água é de 1 cal g⁻¹ ^{° C⁻¹} . Se a água absorve 300 calorias de calor, determine a temperatura final!

Conhecido :

Massa (m) = 20 g

A temperatura inicial (T ₁ ) = 30 ^° C

O calor específico da água (c) = 1 cal gr ^{-1 o} C ^-1

Calor (Q) = 300 cal

Procura-se: a temperatura final da água

solução:

Q = mc ΔT

300 cal = (20 gr)( 1 cal gr ^{-1 o} C ^-1 )( T ₂ -30 )

300 = (20)(1)( T ₂ -30)

300 = 20 ( T ₂ -30 )

300 = 20 T ₂ – 600

300 + 600 = 20T ₂

900 = 20T ₂

T ₂ = 900 / 20

T ₂ = 45

A variação de temperatura é de 45 ^° C – 30 ^° C = 15 ^° C.

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4. Ta mudança de temperatura da água do mar is 1^oC Quando a água absorve 3900 Joules de calor, o calor específico da água do mar é × 3.9 10³ J/kg°C, Qual é a massa da água do mar?

Conhecido :

A variação de temperatura ( ΔT ) = 1 ^° C

Calor (Q) = 3900 Joules

O calor específico da água do mar (c) = 3.9 x 10³ ^J / kg °C = 3900 J/kg°C

Procura-se: Massa (m)

solução:

Q = mc Δ T

Q = calor , m = massa, c = calor específico , ΔT = variação de temperatura

m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 kg

5. Uma massa de cobre de 2 kg absorve 39,000 J de calor a 30 °C. Se o calor específico do cobre é 390 J/kg °C, qual é a temperatura final do cobre…

Conhecido :

Massa (m) = 2 kg

Temperatura inicial (T ₁ ) = 30 ^° C

Calor (Q) = 39,000 Joules

Calor específico (c) do cobre = 390 J/kg ^° C

Procura-se : a temperatura final (T ₂ )

solução:

Q = mc ΔT

Q = calor , m = massa, c = calor específico , ΔT = variação de temperatura

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

39,000 = (2)( 390)(T ₂ – 30)

100 = (2)(1)(T ₂ – 30)

100 = (2)(T ₂ – 30)

50 = T ₂ – 30

T ₂ = 50 + 30

T ₂ = 80 ^° C

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6. Uma massa de 5 kg de água é aquecida de 15 °C para 40 °C. Qual é o calor absorvido pela água? O calor específico da água é 4.2 × 10³ ^J /kg °C.

Conhecido :

Massa (m) = 5 kg

Temperatura inicial (T ₁ ) = 15°C

Temperatura final (T ₂ ) = 40°C

Calor específico da água (c) = 4.2 × 10³ ^J /kg°C

Procura-se: Calor (Q)

solução:

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4.2 × 10 ³ J/kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4.2 × 10 ³ J)(25)

Q = 525 x ^10³ J

Q = 525,000 Joules

7. Uma massa de 2 kg de água é aquecida de 24 °C para 90 °C. Qual é o calor absorvido pela água? O calor específico da água é 4.2 × 10³ ^J /kg °C.

Conhecido :

Massa (m) = 2 kg

Temperatura inicial (T ₁ ) = 24°C

Temperatura final (T ₂ ) = 90°C

Calor específico da água (c) = 4,200 Joules/kg°C

Procurado :: Calor (Q)

solução:

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)( 4,200 Joules/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4,200 Joules/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4,200 Joules)

Q = 554,400 Joules

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8. Cinco gramas de água são aquecidas de 10°C para 40°C. Qual é o calor absorvido pela água? O calor específico da água é 1 × ^10³ cal /g ° C.

Conhecido :

Massa (m) = 5 gramas

Temperatura inicial (T ₁ ) = 10 ^° C

Temperatura final (T ₂ ) = 40 ^° C

Calor específico da água (c) = 1 c al/ gr°C

Procura-se : Calor

solução:

Q = mc ΔT

Q = (5 gramas)( 1 cal/ gr°C)(40 ^o C – 10 ^o C)

Q = (5)( 1 c al)(30)

Q = 150 calorias

9. Uma massa de água de 0.2 kg absorve 42,000 Joules de calor a 25 ^° C . O calor específico da água é 4200 J/kg ^° C. Qual é a temperatura final da água?

Conhecido :

Massa de água (m) = 0.2 kg

Calor (Q) = 42,000 Joules

Calor específico da água (c) = 4200 J/kg ^° C

Temperatura inicial (T ₁ ) = 25 ^° C

Deseja-se: Temperatura final (T ₂ )

solução:

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

Q = calor, m = massa, c = calor específico, ΔT = a mudança de temperaturaT₁ = a temperatura inicialT₂ = a temperatura final

Q = mc (T ₂ – T ₁ )

42,000 = (0.2)(4200)(T ₂ – 25)

42,000 = 840 (T ₂ – 25)

42,000 = 840 T ₂ – 21,000

42,000 + 21,000 = 840 T ₂

63,000 = 840 T ₂

T ₂ = 63,000 / 840

T ₂ = 75 ^° C

1. Conversão de escalas de temperatura
2. Expansão linear
3. Expansão da área
4. Expansão de volume
5. Calor:
6. Equivalente mecânico do calor
7. Calor específico e capacidade térmica
8. Calor latente, calor de fusão, calor de vaporização
9. Conservação de energia para transferência de calor