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Calorimetria

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Mensagem por Tomaz1 Qui 04 Mar 2021, 09:18

(Escola Naval/2010) Duas amostras A e B de massa mA = 2,0
kg e mB = 4,0 kg estão a diferentes temperaturas quando, no
instante t = 0, são colocadas em contato em um recipiente
termicamente isolado. O gráfico da figura a mostra a
temperatura das duas amostras em função do tempo, enquanto
o gráfico da figura b mostra a variação da temperatura sofrida
pela amostra A em função da energia recebida por unidade de
massa. Da leitura dos gráficos, qual é a taxa, em quilojoules/
minuto, com que o material da amostra B perde calor?

Calorimetria  IHAAAAAElFTkSuQmCC

R: 3,2
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Mensagem por eduardodudu101 Qui 04 Mar 2021, 10:39

Da Fig.b,temos:

Chamando de [latex]\sigma [/latex] uma determinada taxa,pelo gráfico:

[latex]\sigma _{A}[/latex]= 5/10 ºC.Kg/KJ

Para obtermos a Quantidade de Calor trocada,em razão das unidades de medida presentes na taxa(ºC,Kg e KJ),inverteremos [latex]\sigma _{A}[/latex] de forma que tenhamos a unidade KJ presente no numerador.

Dessa forma,ter-se-à 10/5 KJ/ºC.Kg

Em seguida,multiplicaremos essa expressão pela variação de temperatura sofrida por A e pela sua massa,justamente para achar a quantidade de calor trocada com B:

[latex]Q_{A}[/latex] = (10/5).20.2 = 80 KJ

Assim,achamos [latex]Q_{A}[/latex] . Porém,como se trata de um recipiente isolado,somente A e B trocam calor. Pela Conservação da Quantidade de calor,temos: [latex]Q_{A} = Q_{B} = 80 KJ[/latex]

Para achar a expressão solicitada pela questão, dividiremos [latex]Q_{B}[/latex] pelo tempo que B perdeu calor,no caso 25 minutos.

80/25 = 16/5 = 3,2 KJ/min
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Mensagem por Lucasarcosseno Qui 04 Mar 2021, 10:43

Solução muito parecida com a do Eduardo.

Pelo gráfico 1, podemos analisar que o corpo A ganha 0,8 K de temp. por minuto (é só calcular a tangente do triângulo, que será a taxa dessa variação). No gráfico B, obtemos uma taxa de variação para o corpo A de 0,5 K/kJ.kg^-1, que seria o mesmo que 0,5 K.kg/kJ. Podemos inverter isso, para trabalharmos com a variação em energia (kJ). Basta elevarmos nossa fórmula a -1. Obteremos 1kJ/0,5.kg.K = 2kJ/kg.K. Essa variação podemos chamar de φ =Q/m.K = 2 kJ/kg.K


 Assim, em um minuto, de acordo com o gráfico 1, o corpo A, de 2kg, ganha 0,8K. Aplicando esses valores na nossa fórmula  φ, fica:  φ = Q/(2x0,Cool  
   Sendo  φ = 2 --->   2 = Q/1,6 ---> Q = 3,2 kJ. Portanto o corpo A recebe 3,2 kJ por minuto. Como os corpos estão termicamente isolados, o corpo B, por sua vez, será quem irá ceder esse valor para o corpo A. Portanto, o corpo B perderá 3,2 kJ. 


*Obs. : Como estamos trabalhando com variação de temperatura, a variação em Kelvin é igual à variação em Celsius.
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Mensagem por Tomaz1 Sex 05 Mar 2021, 14:35

Muito obrigada!!!!!
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Mensagem por Elcioschin Sex 05 Mar 2021, 16:01

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Uma pequena correção na unidades:

Obs. : Como estamos trabalhando com variação de temperatura, a variação de temperatura, a variação em Kelvin é igual à variação em graus Celsius
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