Uma esfera metálica maciça, de massa 600 g e inicialmente a 20 °C, encontra-se no interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível

SANTA CASA 2022 - QUESTÃO 15

Uma esfera metálica maciça, de massa 600 g e inicialmente a 20 °C, encontra-se no interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível. Adiciona-se ao calorímetro certa massa de água a 90 ºC e, após certo tempo, o sistema atinge o equilíbrio térmico a 70 ºC.

a) Sabendo que os calores específicos da água e do material que constitui a esfera são, respectivamente, 1,0 cal/(g · ºC) e 0,20 cal/(g · ºC), calcule a quantidade de calor absorvida pela esfera nesse processo, em calorias, e a massa de água adicionada ao calorímetro, em gramas.

b) Sabendo que o volume da esfera a 20 ºC é 200 cm³, e que o coeficiente de dilatação linear do metal que a constitui é 2,0 × 10⁻⁵ ºC⁻¹, calcule a variação do volume da esfera, em cm³, entre o início e o fim do processo.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Um bloco, de peso 24,0 N, foi colocado em um recipiente de fundo plano e horizontal que continha álcool.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) 1. Cálculo da quantidade de calor sensível Q1 recebido pela esfera metálica:

Q1 = mesf cesf Δθesf

Q1 = 600 . 0,20 . (70 – 20)(cal)

Q1 = 6,0 . 10³ cal

2) Cálculo da massa mágua de água adicionada ao calorímetro:

Admitindo o sistema adiabático temos,