Análise da Questão de Calorimetria
Esta questão envolve calorimetria e mudança de fase da água. Precisamos calcular o calor absorvido pelo bloco de concreto e depois verificar quanto de água pode ser vaporizada com essa mesma quantidade de energia.
Desenvolvimento do Cálculo
Passo 1: Calcular o calor absorvido pelo concreto
A fórmula para calor sensível é:
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
Onde:
- m = massa do corpo
- c = calor específico
- \Delta T = variação de temperatura
Dados convertidos para unidades compatíveis:
| Grandeza | Valor | Unidade |
|---|
| Massa do concreto | 10 kg | = 10.000 g |
| Calor específico | 0,2 | cal/g·°C |
| Variação de temperatura | 52 - 25 | = 27 °C |
Calculando:
Q = 10.000 \text{ g} \times 0,2 \text{ cal/g·°C} \times 27 \text{ °C}
Q = 54.000 \text{ cal}
Passo 2: Calcular a massa de água vaporizável
Para mudança de fase (vaporização), usamos:
Q = m \cdot L
Onde L é o calor latente. Rearranjando para encontrar a massa:
m_{\text{água}} = \frac{Q}{L}
Substituindo os valores:
m_{\text{água}} = \frac{54.000 \text{ cal}}{540 \text{ cal/g}}
m_{\text{água}} = 100 \text{ g}
Resumo da Resposta
A quantidade de água que poderia ser vaporizada com esse calor é de 100 gramas.
Considerações Importantes
- Conversão de unidades: É essencial converter kg para g quando o calor específico está em cal/g·°C
- Conservação de energia: O calor que o concreto absorve seria igual ao calor necessário para vaporizar a água
- Calor latente vs. sensível: Vaporização usa calor latente (sem mudança de temperatura), enquanto aquecimento do concreto usa calor sensível
Resposta Final: 100 gramas de água