Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. O calor específico vale:

Alternativa A - 0,16 cal/g.ºC

Introdução

Este problema envolve o cálculo do calor específico de uma substância usando a equação fundamental da calorimetria. O calor específico é uma propriedade física que indica a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 grama da substância em 1 grau Celsius.

Desenvolvimento

Dados do Problema

Passo a Passo do Cálculo

1. Calcular a variação de temperatura (\Delta T):
   \Delta T = T - T_0 = 70 - 20 = 50 \text{ ºC}
2. Aplicar a fórmula do calor sensível:
   Q = m \cdot c \cdot \Delta T
3. Isolar o calor específico (c):
   c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}
4. Substituir os valores:
   c = \frac{4000}{500 \times 50}
   c = \frac{4000}{25000}
   c = 0,16 \text{ cal/g.ºC}

Análise

• Conceito-chave: O calor específico representa a "resistência" de um material à mudança de temperatura
• Unidades: No sistema CGS, usa-se cal/g.ºC (caloria por grama por grau Celsius)
• Interpretação: Uma substância com c = 0,16 cal/g.ºC precisa de menos energia para aquecer comparada à água (c = 1,0 cal/g.ºC)
• Verificação: Multiplicando $500 \times 0,16 \times 50 = 4000$ cal ✓ Confirma o resultado

Conclusão

O calor específico da substância é 0,16 cal/g.ºC, correspondendo à primeira alternativa listada. Este valor sugere que se trata de um material metálico ou similar, pois possui baixa capacidade térmica comparada à água.