Exercícios Resolvidos de Calorimetria. Exercícios Resolvidos de Capacidade Térmica e Calor Específico.

Exercícios de Capacidade Térmica e Calor Específico

1. Um objeto de massa \(200 \, \text{g}\) foi aquecido, recebendo \(800 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(25 \, \text{ºC}\) para \(75 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica do objeto.
b) O calor específico do objeto.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{800}{75 - 25} = \frac{800}{50} = 16 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{800}{200 \times 50} = \frac{800}{10000} = 0,08 \, \text{cal/g.ºC}\).

2. Um recipiente contendo \(300 \, \text{g}\) de água foi aquecido, recebendo \(1200 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(20 \, \text{ºC}\) para \(80 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da água.
b) O calor específico da água.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{1200}{80 - 20} = \frac{1200}{60} = 20 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{1200}{300 \times 60} = \frac{1200}{18000} = 0,0667 \, \text{cal/g.ºC}\).

3. Uma amostra de \(400 \, \text{g}\) de alumínio absorve \(2400 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(15 \, \text{ºC}\) para \(85 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da amostra de alumínio.
b) O calor específico do alumínio.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{2400}{85 - 15} = \frac{2400}{70} = 34,29 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{2400}{400 \times 70} = \frac{2400}{28000} = 0,0857 \, \text{cal/g.ºC}\).

4. Um bloco de ferro de \(1 \, \text{kg}\) recebe \(4500 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(30 \, \text{ºC}\) para \(80 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica do bloco de ferro.
b) O calor específico do ferro.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{4500}{80 - 30} = \frac{4500}{50} = 90 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{4500}{1000 \times 50} = \frac{4500}{50000} = 0,09 \, \text{cal/g.ºC}\).

5. Uma substância desconhecida foi aquecida, recebendo \(1800 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(10 \, \text{ºC}\) para \(50 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da substância desconhecida.
b) O calor específico da substância desconhecida.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{1800}{50 - 10} = \frac{1800}{40} = 45 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{1800}{m \times 40}\).
Como não foi fornecida a massa \(m\) da substância, não é possível calcular o calor específico sem essa informação adicional.