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(Unifei-MG)-Calorimetria

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Resolvido (Unifei-MG)-Calorimetria

Mensagem por KOSHAI Dom 14 Mar 2021, 12:18

(Unifei-MG) As experiências básicas para a obtenção do equivalente mecânico da caloria foram realizadas durante um período de quase 30 anos pelo cervejeiro e cientista amador inglês James Prescott Joule. Mesmo em lua de mel, Joule foi encontrado, munido de um imenso termômetro, subindo ao topo de uma cachoeira. Queria verificar a diferença de temperatura que a água deveria apresentar, conforme seus cálculos, entre o início e o fim da queda (para as Cataratas do Niágara, ele estimou essa diferença em aproximadamente 0,2 °C). (Dados: 1 cal= 4,18 J; c= 1 cal/g*°C; g= 10 m/s^2) 

a) De que altura devem cair 10 g de água para que a sua temperatura aumente 1°C? (admita que toda a energia potencial da água é transformada em energia interna quando a água se choca com o chão). 

b) E 100 g de água?

Gabarito aparente: Não achei.


Desde já, agradeço.


Última edição por KOSHAI em Dom 14 Mar 2021, 18:50, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: (Unifei-MG)-Calorimetria

Mensagem por Elcioschin Dom 14 Mar 2021, 14:53

Ep = m.g.h

Q = m.c.T cal = 4,18.m.c.T J

Ep = Q
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Resolvido Re: (Unifei-MG)-Calorimetria

Mensagem por KOSHAI Dom 14 Mar 2021, 15:21

Elcioschin escreveu:Ep = m.g.h

Q = m.c.T cal = 4,18.m.c.T J

Ep = Q
Mestre, explique-me uma questão, se não lhe for inoportuno; podemos igualar, dadas certas circunstâncias, o "Q" à energia cinética também, que nem o senhor fez com a energia potencial?
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Resolvido Re: (Unifei-MG)-Calorimetria

Mensagem por Elcioschin Dom 14 Mar 2021, 16:49

O enunciado diz que não existem perdas de energia. Isto significa que:

1) No alto da cachoeira a água possui energia potencial gravitacional, em relação ao solo: Ep = m.g.h

2) À medida em que a água vai caindo, ela perde energia potencial e ganha energia cinética: E'c = (1/2).m.v². 
A cada instante a soma de E'c com E'p é igual a Ep original

3) Quando chega ao nível do solo: E"p = 0 ---> E"c = (1/2).m.V²
V é máxima, E"c é máxima e E"c = Ep

4) Ao nível do solo cessa o movimento da água --> E''c = 0

5) Toda a energia cinética da água é transformada em energia térmica (calor): Q = m.c.∆T


Resumindo:

Energia potencial no alto = Energia cinética ao chegar ao solo = Calor

Ec = Q

Note que eu não me preocupei em usar Ec: não foi perguntada a velocidade da água ao chegar no nível do solo.
Comparei apenas a energia inicial com a anergia final, para calcular h
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Resolvido Re: (Unifei-MG)-Calorimetria

Mensagem por KOSHAI Dom 14 Mar 2021, 18:49

muito obrigado! ótima explicação.
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