No início do século XX, Pierre Curie e colaboradores, em uma experiência para determinar características do recém descoberto elemento químico rádio, colocaram uma pequena quantidade desse material em um calorímetro e verificaram que 1,30 grama de água líquida ia do ponto de congelamento ao ponto de ebulição em uma hora. A potência média liberada pelo rádio nesse período de tempo foi, aproximadamente,
a) 0,06 W
b) 0,10 W
c) 0,14 W
d) 0,18 W
e) 0,22 W
| Note e adote:
Calor específico da água: 1 cal/(g oC) 1 cal = 4 J Temperatura de congelamento da água: 0 oC Temperatura de ebulição da água: 100 oC Considere que toda a energia emitida pelo rádio foi absorvida pela água e empregada exclusivamente para elevar sua temperatura. |
Tags – Física, calorimetria, calorímetro, calor sensível, potência, radiação, radioatividade.
Resolução
Como pedido pelo enunciado, devemos considerar que toda a energia emitida pelo rádio foi empregada exclusivamente para elevar a temperatura da água, portanto calor sensível. Para o cálculo do calor sensível podemos utilizar a Equação Fundamental da Calorimetria que diz que a quantidade de calor sensível (Q) é igual ao produto de sua massa (m), da variação da temperatura (ΔT) e do calor específico (c – dependente da composição do corpo).
Q = m.c.ΔT
Substituindo pelos dados do problema:
Erádio = Q = 1,3g . 1 cal/(g.ºC) . (100ºC – 0ºC) = 130 cal = 130 . 4 J = 520 J
Como o enunciado nos pede a potência, devemos dividir a energia emitida pelo tempo da emissão em segundos:
Prádio = Erádio / Δt = 520 J/60.60 s ≈ 0,14 W
Alternativa C.
