Uma panela de cobre com massa de 150 g contém 220 g de água em equilibrio térmico a
. 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
de água em vapor e a temperatura final de todo o sistema fique igual a
, Determine:
b) a quantidade de calor transferida para a panela de cobre,
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
. 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
. 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 (
) que a panela de cobre recebeu pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a massa da panela, -
é o calor específico do cobre, -
é a variação de temperatura.
Vamos identificar cada uma dessas partes.
Passo 3
A massa da panela de cobre (
) é 150 g. O calor específico do cobre (
) é aproximadamente
. A variação de temperatura (
) é a diferença entre a temperatura final e a inicial da panela. A panela foi aquecida de
para
, então:
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula para encontrar
:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
Resposta
A quantidade de calor transferida para a panela de cobre foi de 4.620 Joules.