Atividade: Capacidade Térmica Específica

Nesta atividade, nós vamos praticar a aplicação da fórmula E = mcΔθ para calcular a quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de um material ou objeto numa certa quantidade.

Q1:

4184 J de energia é necessária para aquecer 1 kg de água 1C, mas apenas 140 J são necessários para aquecer 1 kg de mercúrio 1C. Qual dos materiais tem maior capacidade térmica?

  • AMercúrio
  • BÁgua

Q2:

Um bloco de aço e um bloco de asfalto são deixados expostos diretamente a luz solar. Assumindo que ambos os materiais começam a 15C e ambos absorvem energia da luz solar, determine qual dos materiais alcançará uma temperatura de 20C primeiro. Utilize o valor de 510/JkgC para a capacidade térmica mássica do aço e o valor de 910/JkgC para a capacidade térmica mássica do asfalto.

  • AAsfalto
  • BAço

Q3:

O gráfico mostra a variação da energia interna em função da variação da temperatura para três blocos de metal de 0,1 kg. A reta laranja representa um bloco de tungsténio, a reta verde representa um bloco de ferro e a reta azul representa um bloco de níquel.

Qual dos 3 metais tem a maior capacidade térmica mássica?

  • ATungsténio
  • BNíquel
  • CFerro

Qual dos 3 metais tem a menor capacidade térmica mássica?

  • AFerro
  • BTungsténio
  • CNíquel

Se todos os blocos de metal começam nos 20C e 1200 J de calor são transferidos para cada bloco, quais destes estará a mais de 45C?

  • ATungsténio e níquel
  • BNíquel e ferro
  • CTungsténio apenas
  • DTungsténio e ferro
  • EFerro apenas

Q4:

Qual das seguintes é a fórmula correta para a energia interna de um material quando a temperatura desse material aumenta? Δ𝐸 representa a variação da energia interna do material, 𝑚 representa a massa do material, 𝑐 representa a capacidade térmica do material e Δ𝜃 representa a variação da temperatura do material.

  • AΔ𝐸=𝑐Δ𝜃
  • BΔ𝐸=𝜃𝑚Δ𝑐
  • CΔ𝐸=𝑚𝑐Δ𝜃
  • DΔ𝐸=𝑚𝑐Δ𝜃
  • EΔ𝐸=𝑚Δ𝜃

Q5:

Um cubo de cobre, com arestas de medida 5 cm, é aquecida 1C, necessitando de 431,2 J de energia. Determine a densidade do cobre. Utilize o valor de 385/JkgC para a capacidade térmica mássica do cobre. Apresente a resposta arredondada às unidades.

Q6:

Determine quanta energia é necessária para aquecer 2 kg de água 3C. Utilize o valor de 4184/JkgC para a capacidade térmica mássica da água. Apresente a resposta com 2 algarismos significativos.

Q7:

Qual das seguintes é a definição correta de capacidade de calor específico?

  • AÉ a energia necessária para aumentar a temperatura de 1 kg de uma substância por 1C.
  • BÉ a energia necessária para aumentar a pressão de 1 g de uma substância por 1 pressão atmosférica.
  • CÉ a energia necessária para derreter completamente uma substância.
  • DÉ a energia liberada pela queima de uma substância.
  • EÉ a energia necessária para evaporar completamente uma substância.

Q8:

O concreto asfáltico é utilizado para pavimentar estradas. Quando sob luz solar direta por muito tempo, pode ficar muito quente. Se 2500 kg de asfalto aumenta a temperatura de 18C a 40C, absorvendo 50 MJ de energia da luz solar, qual é a capacidade específica de calor do concreto asfáltico? Dê sua resposta a dois números significativos.

Q9:

Um termômetro de mercúrio usa o fato de que o mercúrio se expande à medida que fica mais quente para medir a temperatura. Um termômetro de mercúrio contém cerca de 0,5 g de mercúrio. Se 0,28 J de energia é transferida para o mercúrio do ambiente circundante e a temperatura mostrada no termômetro aumenta de 18C a 22C, qual é a capacidade de calor específico do mercúrio?

Q10:

Um estudante mede a temperatura de um bloco de platina de 0,2 kg e a mudança na sua energia interna à medida que é aquecida. Os resultados são mostrados no gráfico. Use os valores no gráfico para calcular a capacidade de calor específico da platina. Dê sua resposta a 3 números significativos.

Q11:

Um cubo de aço tem lados de comprimento 4 cm. O cubo é aquecido, aumentando sua temperatura 3C. Encontre a energia necessária para aquecer o cubo. Use um valor de 8000 kg/m3 para a densidade do aço e use um valor de 510/JkgC para a capacidade de calor específico do aço. Dê sua resposta a 3 números significativos.

Q12:

Uma torneira de água quente em uma casa é ligada e a água quente flui em 250 g de um tubo de cobre que está inicialmente em 19C. 4,5 KJ de energia é transferida para o tubo. Encontre a temperatura do tubo após a energia ter sido transferida para ele. Use um valor de 386/JkgC para a capacidade específica de calor do cobre. Arredonde sua resposta para o grau Celsius mais próximo.

Q13:

Um carro é deixado sob a luz direta do sol o dia todo. A luz do sol aquece o teto do carro, transferindo 15 KJ de energia a ele. O teto é feito de aço e tem uma massa de 12 kg. Supondo que o teto não perca o calor que ele recebe, descubra quanto aumenta a temperatura do teto. Use um valor de 510/JkgC para a capacidade de calor específico do aço.

Q14:

Um pequeno reservatório contém 10000 kg de água. Durante o dia, o pico da temperatura da água é 22C. À noite, isso cai para 14C. Descubra quantos megajoules de energia o reservatório perde para o ambiente entre o dia e a noite. Use um valor de 4184/JkgC para a capacidade de calor específico da água. Dê sua resposta a 3 números significativos.

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