Na fabricação de dispositivos eletrônicos baseados em nanotecnologia, como processadores ultracompactos e sensores biomédicos, a dissipação de calor é um dos maiores desafios. Devido ao tamanho reduzido, esses dispositivos podem atingir temperaturas elevadas rapidamente, afetando sua eficiência e durabilidade.

Considere que um microdispositivo contendo 2 g de nanopartículas de nitrogênio (N2) em fase gasosa seja utilizado como refrigerante para resfriar um nanotransistor. O sistema opera a pressão constante e sofre um aumento de temperatura de 10°C para 130°C devido à dissipação térmica do circuito.
Sabendo que o calor específico do gás nitrogênio a pressão constante é cp = 0,248 kcal/kg.K, qual a quantidade de calor absorvida pelo gás durante esse aquecimento? Assinale a alternativa correta:
A
0,0062 kcal
B
0,0595 kcalC
0,1240 kcal
D
0,1624 kcalE
0,2480 kcal

Question

Na fabricação de dispositivos eletrônicos baseados em nanotecnologia, como processadores ultracompactos e sensores biomédicos, a dissipação de calo...

Ed · Answer

Para calcular a quantidade de calor absorvida pelo gás, podemos usar a fórmula:

$$ Q = m \cdot c_p \cdot \Delta T $$

onde:
- $ Q $ é a quantidade de calor (em kcal),
- $ m $ é a massa do gás (em kg),
- $ c_p $ é o calor específico (em kcal/kg.K),
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura (em °C ou K).

Dado:
- Massa $ m = 2 \, g = 0,002 \, kg $ (convertendo gramas para quilogramas),
- Calor específico $ c_p = 0,248 \, kcal/kg.K $,
- Variação de temperatura $ \Delta T = 130°C - 10°C = 120°C $.

Agora, substituindo os valores na fórmula:

$$ Q = 0,002 \, kg \cdot 0,248 \, kcal/kg.K \cdot 120 \, K $$

Calculando:

$$ Q = 0,002 \cdot 0,248 \cdot 120 $$
$$ Q = 0,05952 \, kcal $$

Arredondando, temos aproximadamente $ 0,0595 \, kcal $.

Portanto, a alternativa correta é: **B) 0,0595 kcal**.

Física

Respostas

Crie sua conta grátis para liberar essa resposta. 🤩

Ainda com dúvidas?

Mais conteúdos dessa disciplina