Mestre Panda - Prepara-te para os Exames Nacionais

Dificuldade: fácil

Um objeto sólido, a uma dada temperatura, é introduzido num recipiente isolado termicamente, completamente cheio de água líquida a uma temperatura inferior à do objeto. Após um determinado intervalo de tempo, a água e o sólido atingem o equilíbrio térmico.

Esta experiência é repetida com um segundo objeto sólido, que apresenta a mesma massa.

Admita, para as duas experiências, que:

- não ocorrem mudanças de estado físico;

- as massas da água são iguais.

A Figura 4 representa os gráficos da temperatura, $\theta$, dos objetos e da água, em função do tempo, $t$, para cada uma das experiências, numa mesma escala.

Conclua, justificando, qual dos dois objetos (1 ou 2) apresenta maior capacidade térmica mássica.

Apresente um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.

Fonte: Exame - 2023, 1ª fase

Resumos

Tabela Periódica

Formulário

Fonte: IAVE

Resolução do Exercício:

A partir da observação dos gráficos, repara-se que o objeto 1 sofre uma menor redução de temperatura que o objeto 2 $\left(\left|\Delta T_{2}\right|<\left|\Delta T_{1}\right|\right)$, no mesmo intervalo temporal.

Atendendo a que os objetos têm a mesma massa, o sistema se encontrava isolado (nenhuma energia se dissipou para o exterior) e a que na experiência 2 a água sofreu o maior aquecimento, o objeto 2 transferiu a maior carga energética para a água $\left(E_{2}>E_{1}\right)$.

Daqui, como não aconteceu nenhuma mudança de estado, recorrendo á fórmula da calorimetria:

$$
\begin{gathered}
E=m c \Delta t \Leftrightarrow c=\frac{E}{m \Delta T} \\\\
E_{2}>E_{1} \wedge \Delta T_{2}<\Delta T_{1}\Leftrightarrow \frac{E_{2}}{m \Delta T_{2}}>\frac{E_{1}}{m \Delta T_{1}}\Leftrightarrow c_{2}>c_{1}
\end{gathered}
$$

Resposta: O objeto 2 tem a maior capacidade térmica mássica.

Fonte: Mestre Panda

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:

(A) refere que, nas duas experiências, o módulo da energia cedida pelo objeto é igual à energia absorvida pela água (ou equivalente);

(B) refere que, para as mesmas condições iniciais da água [massa e temperatura], nas duas experiências, há uma maior transferência de energia do objeto 2 para a água, uma vez que a temperatura de equilíbrio térmico atingida é superior na experiência 2 (ou equivalente);

(C) conclui que, para as mesmas condições iniciais dos objetos [massas e temperaturas], nas duas experiências, como a temperatura de equilíbrio térmico atingida pelo objeto 2 é superior à do objeto 1 $\left[\left|\Delta \theta_{\text {objeto } 2}\right|<\left|\Delta \theta_{\text {objeto } 1}\right|\right]$, então a capacidade térmica mássica do objeto 2 é maior do que a do objeto 1 (ou equivalente).

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Resolução do Exercício:

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:

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