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Para determinar o calor específico de um objeto de material...
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
- aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
- cos 30º = sen 60º =
- cos 60º = sen 30º =
- condutividade térmica do vidro: K = 0,8 W/(m·K)
- 1 atm = 1,0·105 N/m2
- constante universal dos gases: R = 8,0 J/(mol·K)
- 1 L = 1 dm3
- 1 cal = 4 J
- calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
- velocidade da luz no vácuo: c = 3 x 108 m/s
- constante de Planck: h = 6,6 x 10–34 J∙s
- carga elementar (e) = 1,6 x 10–19 C
- 1 Å = 10-10 m
Para determinar o calor específico de um objeto de material desconhecido, de massa igual a 600 g, um professor sugeriu aos seus alunos um experimento que foi realizado em duas etapas.
1ª etapa: no interior de um recipiente adiabático, de capacidade térmica desprezível, colocou-se certa quantidade de água que foi aquecida por uma resistência elétrica R. Utilizando-se de um amperímetro A e de um voltímetro V, ambos ideais, manteve-se a corrente e a voltagem fornecidas por uma bateria em 2 A e 20 V, conforme ilustrado na Figura 1.
Com a temperatura θ lida no termômetro T, obteve-se, em função do tempo de aquecimento Δt, o gráfico representado na Figura 2.
2ª etapa: repete-se a experiência, desde o início, desta vez, colocando o objeto de material desconhecido imerso na água. Sem alterar a quantidade de água, a corrente e a tensão no circuito elétrico, obteve-se o gráfico representado na Figura 3.
Considerando que, em ambas as etapas, toda energia elétrica foi dissipada por efeito Joule no resistor R, pode-se concluir que o calor específico do material de que é feito o objeto é, em cal/(g∙°C) igual a