Pergunta
1. Uma pessoa retira de um congelador doméstico 24 cubos de gelo.todos com massa de 50 g. a tempera- tura inicial de -5^circ C Calcule a quantidade de calor que o gelo recebe do ambiente antes de iniciar sua fusão (que ocorre a 0^circ C Considere c_(geto)=0,5cal/gC 2. Admitaque o corpo humano transfira calor para o meio ambiente na razão de 2.0kcal/min Se esse calor pudesse ser aproveitado para nquccer água de 20^circ C ate 100^circ C Considerando que o calor especifico da acute (a)gua=1,0kcal/kg^circ C. (a) Calcule a quantidade de calor transferida em 1 hora: (b) Determine a quantidade de água que seria aquecida, em kg. 3. Um bloco metálico de massa 250 g, feito de um material desconhecido recebeu 1000 cal e teve uma elevação de temperatura de 20^circ C para 80^circ C Nessas condições, faça o que se pede. (a) Determine a capacidade térmica do bloco. (b) Defina o calor especifico do material do qual o bloco é feito. (c) Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura desse bloco de 20^circ C para 350^circ C 4. A temperatura normal do corpo humano é de 36,5^circ C Considere uma pessoa de 80 Kg de massa e que esteja com febre a uma temperatura de 40^circ C Admitindo que o corpo seja feito basicamente de água, Estime a quantidade de calor, em quilocalorias (kcal), que o corpo dessa pessoa gastou para elevar sua temperatura até este estado febril. Dado: calor especffico da água c=1,0cal/g^circ C
Solução
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OliviaProfissional · Tutor por 6 anos
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1. Para calcular a quantidade de calor que o gelo recebe do ambiente antes de iniciar sua fusão, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]<br /><br />Onde:<br />- \( Q \) é a quantidade de calor (em calorias)<br />- \( m \) é a massa do gelo (em gramas)<br />- \( c \) é a capacidade térmica específica do gelo (em cal/g°C)<br />- \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C)<br /><br />Substituindo os valores dados:<br /><br />\[ Q = 24 \cdot 50 \cdot 0,5 \cdot (0 - (-5)) \]<br /><br />\[ Q = 600 \, \text{cal} \]<br /><br />Portanto, a quantidade de calor que o gelo recebe do ambiente antes de iniciar sua fusão é de 600 calorias.<br /><br />2. (a) Para calcular a quantidade de calor transferida em 1 hora, basta multiplicar a taxa de transferência de calor por 60 minutos:<br /><br />\[ Q = 2,0 \, \text{kcal/min} \times 60 \, \text{min} = 120 \, \text{kcal} \]<br /><br />Portanto, a quantidade de calor transferida em 1 hora é de 120 kcal.<br /><br />(b) Para determinar a quantidade de água que seria aquecida, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]<br /><br />Onde:<br />- \( Q \) é a quantidade de calor (em kcal)<br />- \( m \) é a massa da água (em kg)<br />- \( c \) é a capacidade térmica específica da água (em kcal/kg°C)<br />- \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C)<br /><br />Substituindo os valores dados:<br /><br />\[ 120 \, \text{kcal} = m \cdot 1,0 \, \text{kcal/kg°C} \cdot (100 - 20) \]<br /><br />\[ m = \frac{120}{80} = 1,5 \, \text{kg} \]<br /><br />Portanto, a quantidade de água que seria aquecida é de 1,5 kg.<br /><br />3. (a) Para determinar a capacidade térmica do bloco, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ Q = C \cdot \Delta T \]<br /><br />Onde:<br />- \( Q \) é a quantidade de calor (em calorias)<br />- \( C \) é a capacidade térmica do bloco (em cal/°C)<br />- \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C)<br /><br />Substituindo os valores dados:<br /><br />\[ 1000 = C \cdot (80 - 20) \]<br /><br />\[ C = \frac{1000}{60} = 16,67 \, \text{cal/°C} \]<br /><br />Portanto, a capacidade térmica do bloco é de 16,67 cal/°C.<br /><br />(b) Para definir o calor específico do material do qual o bloco é feito, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ c = \frac{C}{m} \]<br /><br />Onde:<br />- \( c \) é o calor específico (em cal/g°C)<br />- \( C \) é a capacidade térmica do bloco (em cal/°C)<br />- \( m \) é a massa do bloco (em gramas)<br /><br />Substituindo os valores dados:<br /><br />\[ c = \frac{16,67}{250} = 0,0668 \, \text{cal/g°C} \]<br /><br />Portanto, o calor específico do material do qual o bloco é feito é de 0,0668 cal/g°C.<br /><br />(c) Para calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura desse bloco de 20°C para 350°C, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]<br /><br />Onde:<br />- \( Q \) é a quantidade de calor (em calorias)<br />- \( m \) é a massa do bloco (em gramas)<br />- \( c \) é o calor específico do material (em cal/g°C)<br />- \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em °C)<br /><br />Substituindo os valores dados:<br /><br />\[ Q = 250 \cdot 0,0668 \cdot (350 - 20) \]<br /><br />\[ Q = 250 \cdot 0,0668 \cdot 330 \]<br /><br />\[ Q = 5547 \, \text{cal} \]<br /><br />Portanto, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura desse bloco de 20°C para
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