Imagem do exercício
A Figura 1 representa um tubo cilíndrico de altura $1,10 \mathrm{~m}$, fechado em ambas as extremidades. O tubo contém pequenas esferas metálicas.
Ao inverter-se rapidamente o tubo, as esferas caem, praticamente na vertical, colidindo com a base inferior do tubo. Repetindo diversas vezes este procedimento, verifica-se um aumento da temperatura das esferas.
A experiência foi realizada com esferas de chumbo de massa total $m$, tendo sido repetida com esferas de ferro, com a mesma massa total. Em cada experiência, o tubo foi invertido 50 vezes.
A capacidade térmica mássica do chumbo é $129 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}{ }^{\circ} \mathrm{C}^{-1}$, sendo a capacidade térmica mássica do ferro superior.
Considere que a transferência de energia entre as esferas e a sua vizinhança é desprezável.
Conclua se, nas experiências realizadas, o aumento da temperatura das esferas de ferro terá sido maior, igual ou menor do que o aumento da temperatura das esferas de chumbo.
Mostre como chegou à conclusão solicitada.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
A capacidade térmica mássica do ferro é superior à capacidade térmica mássica do chumbo. Assim, no ferro, para uma mesma variação de energia interna, uma maior capacidade térmica mássica implica uma menor variação de temperatura, pois seria necessário mais energia para se obter a mesma variação de temperatura. Deste modo, para a mesma variação de energia interna, o aumento da temperatura das esferas de ferro terá sido menor do que o aumento da temperatura das esferas de chumbo.
Fonte: Lucas Campos
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