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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

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Comentários

Ruhshona Umarova

Criado em 20/06/2025 17:51

Na primeira linha da resolução não queriam dizer que o objeto 1 sofre uma maior redução de tempertaura?

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Mestre Panda Ruhshona Umarova

Criado em 23/06/2025 22:01

Sim, ajustámos obrigada!

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Adriana Rafaela Sousa

Criado em 23/06/2025 11:52

não entendi

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Mestre Panda Adriana Rafaela Sousa

Criado em 23/06/2025 22:04

A questão pede para comparar qual dos dois objetos (1 ou 2) tem maior capacidade térmica mássica. Começando por analisar o enunciado, diz-te que 1) os objetos sólidos têm a mesma massa e começam à mesma temperatura; 2) a água tem a mesma massa e começa à mesma temperatura; 3) tudo acontece num sistema isolado. Isto implica que, em ambas as experiências, a energia cedida pelo objeto é integralmente absorvida pela água. A única diferença entre as experiências é o "tipo" de objeto (1 ou 2). A capacidade térmica mássica diz-nos quanta energia térmica (E) é necessária para mudar a temperatura (Δθ) de uma certa massa (m) desse material em um grau.

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Mestre Panda Mestre Panda

Criado em 23/06/2025 22:05

Para responderes, tens então de analisar os gráficos, começando pela água. i) Quanta energia a água absorveu em cada experiência: Observando a linha azul nos gráficos, que representa a temperatura da água, e sabendo que a água tem a mesma massa e temperatura inicial em ambas as experiências, vemos que na Experiência 2 a água atinge uma temperatura de equilíbrio mais elevada. Isto significa que, para que a água tenha subido mais a sua temperatura na Experiência 2, ela recebeu mais energia do objeto 2 do que a água na Experiência 1 recebeu do objeto 1. Ou seja, a energia transferida pelo Objeto 2 (E2) é maior que a energia transferida pelo Objeto 1 (E1).

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Mestre Panda Mestre Panda

Criado em 23/06/2025 22:07

ii) Quanto a temperatura de cada objeto variou (Δθ): Agora, analisando a linha vermelha, que representa a temperatura dos objetos. Ambos os objetos começaram à mesma temperatura. No entanto, como a temperatura de equilíbrio atingida na Experiência 2 é mais alta, vês que o objeto 2 sofre uma menor redução de temperatura. Ou seja, a variação de temperatura do Objeto 2 é menor do que a do Objeto 1. Através da fórmula da capacidade térmica mássica, concluis que se o Objeto 2 transferiu mais energia (E2 é maior) e, ao mesmo tempo, teve uma menor variação de temperatura (∣Δθ2∣ é menor), então, para a mesma massa (m), a sua capacidade térmica mássica (c2) deve ser maior do que a do Objeto 1.

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