Durante um experimento, um bloco de cobre de 200 g a 100 °C é colocado em 500 g de água a 25 °C. Calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um experimento, um bloco de cobre de 200 g a 100 °C é colocado em 500 g de água a 25 °C. Calcule a temperatura final do sistema, considerando que não há perda de calor para o ambiente. Dados: calor específico do cobre = 0,39 J/g·°C e da água = 4,18 J/g·°C.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A temperatura final do sistema pode ser calculada usando a conservação de energia, onde o calor perdido pelo cobre é igual ao calor ganho pela água. A equação utilizada é m_c·c_c·(T_f - T_c) + m_a·c_a·(T_f - T_a) = 0, onde T_c e T_a são as temperaturas iniciais do cobre e da água, respectivamente.
Explicação
A conservação de energia implica que o calor perdido por um corpo deve ser igual ao calor ganho por outro, desde que não haja troca de calor com o ambiente. A equação apresentada considera as massas, os calores específicos e as variações de temperatura dos dois materiais, permitindo calcular a temperatura final do sistema. Essa abordagem é fundamental para resolver problemas de troca de calor em sistemas isolados.
Raio-X da questão
calor específico e equilíbrio térmico
avaliacao
calor específico · equilíbrio térmico
Revisar a conservação de energia e cálculos de calor específico.
O aluno pode confundir as massas e os calores específicos dos materiais, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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