Question

7. (UNIFESP) Qualquer dos seus leitores que tenha a ventura de residir em meio ao romântico cenário do País de Gales ou da Escócia poderia, não tenho dúvida, confirmar meus experimentos medindo a temperatura no topo e na base de uma cascata. Se minhas observações estão corretas, uma queda de 817 pés deve gerar um grau de calor, e a temperatura do rio Niágara deve subir cerca de um quinto de grau por causa de sua queda de 160 pés.Esse trecho foi publicado em 1845 por James P. Joule na seção de cartas da revista inglesa "Philosophical Magazine" e ilustra os resultados por ele obtidos em suas experiências para a determinação do equivalente mecânico do calor. Sendo c(água) = 4 200 J/(kg°C) o calor específico da água, adotando g = 10 m/s2, 817pés = 250 m e 160pés = 50 m, pode-se afirmar que, ao se referir a "um grau de calor" e a "um quinto de grau", Joule está exprimindo valoresde temperatura que, em graus Celsius, valem aproximadamente
a) 5,0 e 1,0. b) 1,0 e 0,20. c) 0,60 e 0,12. d) 0,30 e 0,060. e) 0,10 e 0,020.

Answer 1

Resposta:

c) 0,60 e 0,12

Explicação:

Energia Potencial := Ep

Ep = m.g.h

Q = m.c.Δ∅

A variação de temperatura ocorre devida a variação da energia potencial (o calor está ligado a energia cinética no final da queda), logo temos que:

Ep = Q

m.g.h = m.c.Δ∅

Δ∅ = g.h/c

para h1 = 250m

Δ∅1 = 10.250/4200

Δ∅1 = 0,6°C

para h2 = 50m, perceba que 50 = 250/5, logo

Δ∅2 = 0,6/5 = 0,12°C

É importante lembrar também que não foi preciso alterar nenhum valor visto que todos se encontravam no Sistema Internacional de Unidades.

Se, por exemplo, o calor específico da água fosse c = 4200 J/(kg.°F), o resultado final da temperatura sairia em graus Fahrenheit e teria que ser convertido para Celsius depois. Nunca se esqueça de conferir as unidades ;)