Um recipiente de cobre de 200 gramas contém 250 gramas de água e ambos estão em equilíbrio térmico a 15^circ C. Um cilindro de cobre de 250 gramas, é jogado na água, fazendo a água ferver e transformando 5 gramas da água em vapor. A temperatura final do sistema é de 100 ^circ C. Desprezando a transferência de energia para o ambiente, determine:
A energia (em kcal) transferida para o recipiente;

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o enunciado quer e o que vai cair aqui de teoria.
Enunciado (resumindo):
• Temos um recipiente de cobre de 200 g e água de 250 g, tudo a 15 °C.
• Jogam um cilindro de cobre (250 g) que esquenta o sistema até 100 °C e evapora 5 g de água.
• Desprezando perdas, a gente quer saber só a energia que foi transferida para o recipiente de cobre (aquele de 200 g).
Conteúdo: calorimetria (troca de calor), mais especificamente a parte de calor sensível (nenhuma mudança de fase no copo).
O que vamos usar:
  1. Fórmula do calor sensível:
Q = m , c , De
  1. A capacidade térmica (calor específico) do cobre:
crm Cu = 0,093 rm calrm gcdot°C
  1. Conversão de calorias para kcal: 1 kcal = 1000 cal.

Passo 2

Identificar as grandezas para o recipiente:
m = 200 g
Temperaturas: T_i = 15 °C, T_f = 100 °C, então ΔT = 100 – 15 = 85 °C
c = 0,093 cal/(g·°C)
Aplico a fórmula do calor sensível:
Qrm recipiente = m,c,De

Passo 3

Faço a conta em calorias:
200 × 0,093 = 18,6
18,6 × 85 = 1 581 cal
Agora converto pra kcal:
Qrm recipiente = 1,581 cal1000 = 1,581 kcal

Resposta

A energia transferida para o recipiente de cobre foi de aproximadamente 1,581 kcal.

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