5) Uma fonte de energia (térmica), de potência constante e igual a 20 cal/s, fornece calor a uma massa sólida de 100 g. O gráfico a seguir mostra a variação de temperatura em função do tempo: Marque a alternativa correta: a) O calor latente de fusão da substância é de 200 cal/g. b) A temperatura de fusão é de 150° C. c) O calor específico no estado sólido é de 0,1 cal/g° C. d) O calor latente de fusão é de 20 cal/g. e) O calor específico no estado líquido é de 0,4 cal/g° C.

Question

Accepted Answer

Para responder à questão, vamos analisar cada alternativa com base no gráfico e nas informações fornecidas.

1. **Calor Latente de Fusão:**

- A fusão ocorre entre 40 s e 120 s (onde a temperatura é constante em 150°C).
   - A potência da fonte é de 20 cal/s.
   - Tempo de fusão = 120 s - 40 s = 80 s.
   - Calor fornecido durante a fusão = 20 cal/s × 80 s = 1600 cal.
   - Como a massa é de 100 g, o calor latente de fusão $ L $ é dado por:
     $$
     L = \frac{1600 \text{ cal}}{100 \text{ g}} = 16 \text{ cal/g}
     $$

2. **Temperatura de Fusão:**

- De acordo com o gráfico, a temperatura de fusão é 150°C.

3. **Calor Específico no Estado Sólido:**

- Aquece de 0°C a 150°C em 40 s.
   - Calor fornecido = 20 cal/s × 40 s = 800 cal.
   - Variação de temperatura = 150°C.
   - Calor específico $ c $ é dado por:
     $$
     c = \frac{800 \text{ cal}}{100 \text{ g} \times 150 \text{°C}} = 0,053 \text{ cal/g°C}
     $$

4. **Calor Específico no Estado Líquido:**

- Após 120 s, a temperatura aumenta de 150°C a 160°C em 60 s.
   - Calor fornecido = 20 cal/s × 60 s = 1200 cal.
   - Variação de temperatura = 10°C.
   - Calor específico $ c $ é dado por:
     $$
     c = \frac{1200 \text{ cal}}{100 \text{ g} \times 10 \text{°C}} = 0,12 \text{ cal/g°C}
     $$

**Resposta correta: b) A temperatura de fusão é de 150°C.**

5) Uma fonte de energia (térmica), de potência constante e i...

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