O gráfico mostra a temperatura, em função do tempo de aquecimento, do conjunto composto por um recipiente de capacidade térmica 3,0 × 102 J/o C e por 0,50 kg de água nele contido.

Sabendo que o calor específico da água é 4,2 × 103 J/(kg⋅ oC), que a fonte forneceu calor para o conjunto na razão constante de 5,0 × 102 J/s e supondo que não ocorreu evaporação da água durante o aquecimento, a quantidade de calor dissipada para o meio externo, desde o início do aquecimento até o instante em que a temperatura do conjunto atingiu 70 oC, foi

  • a

    4,5 × 104 J.

  • b

    2,7 × 105 J.

  • c

    1,5 × 104 J.

  • d

    1,2 × 105 J.

  • e

    3,0 × 104 J.

  1. Cálculo da energia (Q) necessária para elevar a temperatura do conjunto (recipiente + água) de 20°C até 70°C.

Da equação fundamental da Calorimetria, tem-se:

começar estilo tamanho matemático 14px atributos de tabela alinhamento de coluna center center left fim dos atributos linha com reto Q igual a célula com reto m espaço vezes espaço reto c espaço vezes espaço incremento reto teta espaço mais espaço reto C espaço vezes espaço incremento reto teta fim da célula linha com reto Q igual a célula com 0 vírgula 5 espaço vezes espaço 4200 espaço vezes espaço 50 espaço mais espaço 300 espaço vezes espaço 50 fim da célula linha com reto Q igual a célula com 105000 espaço mais espaço 15000 fim da célula linha com reto Q igual a célula com 120000 espaço igual a espaço 12 espaço vezes espaço 10 à potência de 4 reto J fim da célula fim da tabela fim do estilo

  1. Cálculo da energia (E) fornecida pela fonte durante o aquecimento do conjunto.

Do enunciado, a fonte fornece calor ao conjunto numa taxa de 500 J/s. Observando o gráfico, nota-se que o aquecimento levou 5,0 minutos (300 s), assim:

começar estilo tamanho matemático 14px atributos de tabela alinhamento de coluna right center left fim dos atributos linha com célula com 500 reto J fim da célula célula com espaço em branco à potência de _____________ fim da célula célula com 1 espaço reto s fim da célula linha com reto E célula com espaço em branco à potência de _____________ fim da célula célula com 300 espaço reto s fim da célula fim da tabela fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto E espaço igual a espaço 150000 espaço igual a espaço 15 espaço vezes espaço 10 à potência de 4 reto J fim do estilo

Logo, a quantidade de calor dissipada para o meio externo será a diferença entre os valores obtidos em II e I, ou seja, 3.104 J.