PUC-PR Tarde 2009
James Prescott Joule (1818-1889), cientista britânico, realizou experimentos que determinaram a equivalência entre energia mecânica e energia térmica. Joule iniciou estudos sobre o calor gerado por correntes elétricas quando tinha 18 anos e, aos 22, deduziu a relação entre o calor gerado por uma corrente elétrica e a resistência elétrica (o que hoje conhecemos como “efeito Joule”). Nessa mesma época, ele determinou a relação entre a quantidade de trabalho mecânico e o calor produzido na água pela rotação de pequenas pás. É um dos maiores responsáveis pela construção do “princípio de conservação da energia”.
Fonte: F. Cabral e A. Lago, Física, v.2, Ed. Harbra, 2004.
Na figura abaixo, é mostrado um esboço do aparelho usado por Joule para determinar o “equivalente mecânico do calor” (1 cal =~ 4J ):
Admita que o aparelho de Joule mostrado contenha 200 gramas de água ( c = 1,0 cal/g°C ) em seu interior e que possui isolamento térmico perfeito. As massas suspensas (m = 2,0 kg ) caem 10 m , e toda a energia mecânica é convertida em calor na água.
Usando esses dados, calcule o aumento na temperatura da água e marque a alternativa que apresenta o valor CORRETO (considere g = 10 m/s2 ).
0,50 °C
0,20 °C
1,0 °C
1,5 °C
2,0 °C
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