Uma panela de cobre com massa de 150 g contém 220 g de água em equilibrio térmico a 20^circ C. Um cilindro de cobre de 300 g com temperatura muito elevada é colocado no interior da panela e dentro da água. Isto faz com que a água ferva convertendo 5,0 g de água em vapor e a temperatura final de todo o sistema fique igual a 100 ^circ C, Determine:
b) a quantidade de calor transferida para a panela de cobre,

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que o exercício está pedindo. A gente tem uma panela de cobre com 150 g e 220 g de água a 20^circ C. Aí, colocam um cilindro de cobre de 300 g bem quente dentro da panela, o que faz a água ferver e transformar 5,0 g dela em vapor, chegando a um equilíbrio térmico de 100^circ C. O que precisamos encontrar é a quantidade de calor que foi transferida para a panela de cobre. Para resolver isso, vamos usar conceitos de calorimetria, especificamente a fórmula de calor transferido quando a temperatura muda.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a quantidade de calor ( Q) que a panela de cobre recebeu pode ser calculada usando a fórmula:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • m é a massa da panela,
  • c é o calor específico do cobre,
  • De é a variação de temperatura.
Vamos identificar cada uma dessas partes.

Passo 3

A massa da panela de cobre ( m) é 150 g. O calor específico do cobre ( c) é aproximadamente 0,385 , J/g°C. A variação de temperatura ( De) é a diferença entre a temperatura final e a inicial da panela. A panela foi aquecida de 20^circ C para 100^circ C, então:
De

Passo 4

Agora, vamos substituir esses valores na fórmula para encontrar Q:
Q = 150 , g cdot 0,385 , J/g°C cdot 80 , °C

Passo 5

Vamos calcular passo a passo:
150 , g cdot 0,385 , J/g°C = 57,75 , J/°C
57,75 , J/°C cdot 80 , °C = 4,620 , J

Resposta

A quantidade de calor transferida para a panela de cobre foi de 4.620 Joules.

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