Exercícios Resolvidos sobre Calor Específico

Lista de Exercícios: Calor Específico

Exercício 1

Um bloco de metal de 200g recebe 8000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 60°C. Calcule o calor específico do metal.

Resolução:
Primeiro, devemos calcular a variação de temperatura $\Delta T$ usando a fórmula:$\Delta T = T_f - T_i$, onde $T_f$ é a temperatura final e $T_i$ é a temperatura inicial.
$\Delta T = 60°C$ (pois a temperatura se eleva em 60°C).
Em seguida, podemos usar a fórmula do calor específico para calcular $c$: $Q = mc\Delta T$, onde $Q$ é o calor recebido pelo bloco, $m$ é a massa do bloco e $c$ é o calor específico do material.
Reorganizando a fórmula para isolar $c$: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
Substituindo os valores conhecidos na fórmula, temos:
$c = \frac{8000 \, \text{cal}}{200 \, \text{g} \cdot 60°C}$.
$c = \frac{8000}{12000}$ cal/g°C.
$c = 0,666$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do metal é $0,666$ cal/g°C.

Exercício 2

Um calorímetro contém 200g de água a $20°C$. Um bloco de metal de 100g, inicialmente a $100°C$, é colocado no calorímetro e o equilíbrio térmico é alcançado a uma temperatura de $25°C$. Determine o calor específico do metal.

Resolução:
Para calcular o calor específico do metal, usamos a fórmula $Q = mc\Delta T$, onde $Q$ é o calor recebido ou cedido, $m$ é a massa do bloco, $c$ é o calor específico do material e $\Delta T$ é a variação de temperatura.
Primeiro, calculamos a variação de temperatura $\Delta T$ usando $T_f - T_i$, onde $T_f$ é a temperatura final e $T_i$ é a temperatura inicial.
$\Delta T = 25°C - 20°C = 5°C$.
Agora, substituímos os valores conhecidos na fórmula para obter o calor recebido pelo bloco:
$Q = 200 \, \text{g} \cdot c \cdot 5°C$.
O calor recebido pelo bloco é o mesmo calor cedido pela água. Portanto, podemos usar a fórmula $Q = mc\Delta T$ para a água também:
$Q = 100 \, \text{g} \cdot c_{\text{água}} \cdot 5°C$.
Igualando os dois valores de $Q$:
$200 \, \text{g} \cdot c \cdot 5°C = 100 \, \text{g} \cdot c_{\text{água}} \cdot 5°C$.
Dividindo ambos os lados por $5°C$:
$200 \, \text{g} \cdot c = 100 \, \text{g} \cdot c_{\text{água}}$.
Isolando $c$, o calor específico do metal:
$c = \frac{100 \, \text{g} \cdot c_{\text{água}}}{200 \, \text{g}}$.
Substituindo o valor conhecido de $c_{\text{água}}$ (calor específico da água):
$c = \frac{100 \, \text{g} \cdot 1 \frac{\text{cal}}{\text{g} \cdot \text{°C}}}{200 \, \text{g}}$.
$c = \frac{100}{200}$ cal/g°C.
$c = 0,5$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do metal é $0,5$ cal/g°C.

Exercício 3

Um bloco de alumínio de 500g recebe 2000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 40°C. Calcule o calor específico do alumínio.

Resolução:
Usamos a fórmula do calor específico: $Q = mc\Delta T$, onde $Q$ é o calor recebido pelo bloco, $m$ é a massa do bloco e $c$ é o calor específico do material.
Dados do problema:
$m = 500 \, \text{g}$, $Q = 2000 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 40°C$.
$c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{2000 \, \text{cal}}{500 \, \text{g} \cdot 40°C}$.
$c = \frac{2000}{20000}$ cal/g°C.
$c = 0,1$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do alumínio é $0,1$ cal/g°C.

Exercício 4

Uma amostra de 300g de um certo líquido recebe 900 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 10°C. Calcule o calor específico desse líquido.

Resolução:
Dados do problema:
$m = 300 \, \text{g}$, $Q = 900 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 10°C$.
Usando a fórmula do calor específico: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{900 \, \text{cal}}{300 \, \text{g} \cdot 10°C}$.
$c = \frac{900}{3000}$ cal/g°C.
$c = 0,3$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico da água é $0,3$ cal/g°C.

Exercício 5

Uma chapa de ferro de 400g recebe 1600 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 80°C. Calcule o calor específico do ferro.

Resolução:
Dados do problema:
$m = 400 \, \text{g}$, $Q = 1600 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 80°C$.
Usando a fórmula do calor específico: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{1600 \, \text{cal}}{400 \, \text{g} \cdot 80°C}$.
$c = \frac{1600}{32000}$ cal/g°C.
$c = 0,05$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do ferro é $0,05$ cal/g°C.

Exercício 6

Um bloco de cobre de 250g recebe 1000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 30°C. Calcule o calor específico do cobre.

Resolução:
Dados do problema:
$m = 250 \, \text{g}$, $Q = 1000 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 30°C$.
Usando a fórmula do calor específico: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{1000 \, \text{cal}}{250 \, \text{g} \cdot 30°C}$.
$c = \frac{1000}{7500}$ cal/g°C.
$c = 0,133$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do cobre é $0,133$ cal/g°C.

Exercício 7

Uma amostra de 150g de chumbo recebe 2000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 80°C. Calcule o calor específico do chumbo.

Resolução:
Dados do problema:
$m = 150 \, \text{g}$, $Q = 2000 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 80°C$.
Usando a fórmula do calor específico: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{2000 \, \text{cal}}{150 \, \text{g} \cdot 80°C}$.
$c = \frac{2000}{12000}$ cal/g°C.
$c = 0,167$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do chumbo é $0,167$ cal/g°C.

Exercício 8

Um bloco de plástico de 300g recebe 600 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 15°C. Calcule o calor específico do plástico.

Resolução:
Dados do problema:
$m = 300 \, \text{g}$, $Q = 600 \, \text{cal}$ e $\Delta T = 15°C$.
Usando a fórmula do calor específico: $c = \frac{Q}{{m \cdot \Delta T}}$.
$c = \frac{600 \, \text{cal}}{300 \, \text{g} \cdot 15°C}$.
$c = \frac{600}{4500}$ cal/g°C.
$c = 0,133$ cal/g°C.
Portanto, o calor específico do plástico é $0,133$ cal/g°C.