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(FUVEST-2000) Termologia & Elétrica

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Mensagem por rafa729 Dom 21 Ago 2011, 17:43

Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido, de massa Mb = 5,4 kg. Em um recipiente de isopor, uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R = 40 ohms, ligada a uma fonte de 120V, conforme a figura. Nessas condições, e com os devidos cuidados experimentais, é medida a variação da temperatura T da água, em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico. A seguir, repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico.
Dado: calor específico da água 1 cal/g.ºC

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a) Estime a massa M, em kg, da água colocada no recipiente.
R: aprox. 4,32kg
b) Estime o calor específico cb do bloco, explicitando claramente as unidades utilizadas
R: 0,2 cal/g.ºC = 0,8 J/g.ºC

rafa729
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Mensagem por Victor M Dom 21 Ago 2011, 18:36

Olá rafa,

a)i)Para resolver esse inicalmente você deve calcular a potencia dissipada pelo resistor R:

P=U²/R=120²/40=360 W= 90cal/s

ii)Agora basta igualar a energia dissipada num certo tempo t com o calor que a agua recebeu, fazendo isso para os instantes entre 6 min e 12 min(Reta A) teremos:

P*t= m*c*T
90*60*6=m*1*(35-27,5)
m=4320 g = 4,32 kg

b) Agora fazendo o mesmo para o sistema bloco-agua(reta B entre os instantes 6 e 16 min e adequando as unidades):
P dissipada*tempo = Q recebido
90*10*60=ma*ca*T + mb*cb*T
90*10*60 = (35-25)(4320*1 +5400*cb)
cb=0,20 cal/gºC

Cumprimentos, Victor M.

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Mensagem por rafa729 Dom 21 Ago 2011, 19:14

muito obrigado

rafa729
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Mensagem por DieggoLopes Sáb 27 Ago 2016, 18:15

Victor M escreveu:Olá rafa,

a)i)Para resolver esse inicalmente você deve calcular a potencia dissipada pelo resistor R:

P=U²/R=120²/40=360 W= 90cal/s

ii)Agora basta igualar a energia dissipada num certo tempo t com o calor que a agua recebeu, fazendo isso para os instantes entre 6 min e 12 min(Reta A) teremos:

P*t= m*c*T
90*60*6=m*1*(35-27,5)
m=4320 g = 4,32 kg

b) Agora fazendo o mesmo para o sistema bloco-agua(reta B entre os instantes 6 e 16 min e adequando as unidades):
P dissipada*tempo = Q recebido
90*10*60=ma*ca*T + mb*cb*T
90*10*60 = (35-25)(4320*1 +5400*cb)
cb=0,20 cal/gºC

Cumprimentos, Victor M.

Refiz os cálculos e deu 1,2cal/g°C.

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Mensagem por Elcioschin Dom 28 Ago 2016, 10:02

Infelizmente não sabemos o que você fez para chegar neste valor, pois você não mostrou o passo-a-passo da sua solução.

Além disso, sua solução não confere o gabarito.

E a figura não aparece mais na mensagem original. Caso você a tenha, poste-a por favor, usando o tutorial para postagem de imagens (na 1ª página do fórum)
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Mensagem por sophie99 Seg 27 Fev 2017, 18:16

Onde vc achou esses valores de temperatura do delta T, e da onde veio aquele 60 que multiplica a potência? ?

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Mensagem por sophie99 Seg 27 Fev 2017, 18:17

Onde vc achou esses valores de temperatura do delta T, e da onde veio aquele 60 que multiplica a potência? ?

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Mensagem por RafaMa Qua 15 Abr 2020, 19:15

rafa729 escreveu:Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido, de massa Mb = 5,4 kg. Em um recipiente de isopor, uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R = 40 ohms, ligada a uma fonte de 120V, conforme a figura. Nessas condições, e com os devidos cuidados experimentais, é medida a variação da temperatura T da água, em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico. A seguir, repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico.
Dado: calor específico da água 1 cal/g.ºC

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a) Estime a massa M, em kg, da água colocada no recipiente.
R: aprox. 4,32kg
b) Estime o calor específico cb do bloco, explicitando claramente as unidades utilizadas
R: 0,2 cal/g.ºC = 0,8 J/g.ºC
Alguém sabe responder a letra b?
Tentei fazer mas fica estranho achar a temperatura inicial do corpo já que o gráfico só mostra depois do instante t=6min
então eu fiquei na dúvida se o resistor já estava dissipando energia DESDE o instante t=0 ( o que seria bem incoerente por parte da questão ) ou  se ele deixou a água e o corpo trocarem calor até o tempo 6min ( mas daí seria um sistema impossível pois a temperatura inicial do bloco não está definida, servido apenas de parâmetro, coisa que a questão não aponta ) . Então é isso, tentei igualar os calores trocados a zero, mas isso não leva em nada visto que eles RECEBEM ambos calores ao passo que estão trocando, de uma fonte externa. Enfim .Alguem sabe como achar a temperatura inicial do corpo?

Creio que a solução apresentada considerou que a água e o corpo variam a temperatura de maneira igual, mas isso não seria incoerente?

Ok, eles estariam em equilíbrio térmico, mas qualquer aquecimento da água acarretaria em uma troca de calor simultânea com o bloco. Por isso eu poderia dizer que o bloco e a água variam de temperatura igualmente?

Tenho dúvida ;-;

RafaMa
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(FUVEST-2000) Termologia & Elétrica Empty Re: (FUVEST-2000) Termologia & Elétrica

Mensagem por Tiago Avelino Qua 15 Abr 2020, 19:33

RafaMa escreveu:
rafa729 escreveu:Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco de material desconhecido, de massa Mb = 5,4 kg. Em um recipiente de isopor, uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R = 40 ohms, ligada a uma fonte de 120V, conforme a figura. Nessas condições, e com os devidos cuidados experimentais, é medida a variação da temperatura T da água, em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico. A seguir, repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico.
Dado: calor específico da água 1 cal/g.ºC

(FUVEST-2000) Termologia & Elétrica Semttulo2uu (FUVEST-2000) Termologia & Elétrica Semttulo1cj

a) Estime a massa M, em kg, da água colocada no recipiente.
R: aprox. 4,32kg
b) Estime o calor específico cb do bloco, explicitando claramente as unidades utilizadas
R: 0,2 cal/g.ºC = 0,8 J/g.ºC
Alguém sabe responder a letra b?
Tentei fazer mas fica estranho achar a temperatura inicial do corpo já que o gráfico só mostra depois do instante t=6min
então eu fiquei na dúvida se o resistor já estava dissipando energia DESDE o instante t=0 ( o que seria bem incoerente por parte da questão ) ou  se ele deixou a água e o corpo trocarem calor até o tempo 6min ( mas daí seria um sistema impossível pois a temperatura inicial do bloco não está definida, servido apenas de parâmetro, coisa que a questão não aponta ) . Então é isso, tentei igualar os calores trocados a zero, mas isso não leva em nada visto que eles RECEBEM ambos calores ao passo que estão trocando, de uma fonte externa. Enfim .Alguem sabe como achar a temperatura inicial do corpo?

Creio que a solução apresentada considerou que a água e o corpo variam a temperatura de maneira igual, mas isso não seria incoerente?

Ok, eles estariam em equilíbrio térmico, mas qualquer aquecimento da água acarretaria em uma troca de calor simultânea com o bloco. Por isso eu poderia dizer que o bloco e a água variam de temperatura igualmente?

Tenho dúvida ;-;
Creio ser exatamente isso, RafaMa. Esse gráfico é o resultado tanto do calor recebido pela água e este trocado com o bloco.

Mas sua pergunta é interessante no quesito a ser uma reta constante pois são materiais diferentes correto?

Tente imaginar uma reação em cadeia Very Happy

A água recebe o calor e imediatamente depois ela troca com o bloco e isso resulta em um saldo positivo e constante de calor para água.

-Perceba que o bloco NÃO recebe calor diretamente.

CASO, o bloco estivesse em contato DIRETO com a resistência e com a água ao MESMO tempo, ai sim este problema renderia ótimas contas e boas discussões que creio que seja o que você quis levantar Very Happy

Qualquer dúvida manda, e eventuais erros na minha explicação, por favor me corrijam Very Happy

Tiago Avelino
Padawan
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Data de inscrição : 13/02/2020

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