Uma amostra de cobre foi aquecida a 120,00^circ C e depois mergulhada em 200,0 g de água a 25,00^circ C. A temperatura da mistura atinge 26,50^circ C.
(a) Quanto de calor em joules foi absorvido pela água?
(b) Quantos joules a amostra de cobre perdeu?
© Qual era a massa cm gramas da amostra de cobre?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma amostra de cobre que foi aquecida a 120,00^circ C e depois mergulhada em 200,0 g de água a 25,00^circ C. Após algum tempo, a temperatura da mistura estabiliza em 26,50^circ C. O conteúdo principal aqui é termologia, que estuda as trocas de calor entre diferentes substâncias. Para resolvermos as partes do exercício, vamos precisar usar a fórmula do calor:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • é o calor (em joules),
  • é a massa (em gramas),
  • é a capacidade calorífica específica (em J/g°C),
  • é a variação de temperatura.

Passo 2

Parte (a): Quanto de calor em joules foi absorvido pela água?
Vamos calcular o calor absorvido pela água usando a fórmula mencionada. Primeiro, identificamos os valores:
  • Massa da água, Qágua = 200,0 , g times 4,18 , J/g°C times 1,50^circ C
  • Capacidade calorífica específica da água,
  • Variação de temperatura,
Aplicando a fórmula:
á

Passo 3

Efetuando os cálculos:
Qágua = 200,0 times 4,18 times 1,50 = 200,0 times 6,27 = 1254 , J á

Passo 4

Parte (b): Quantos joules a amostra de cobre perdeu?
Segundo o princípio da conservação de energia, o calor perdido pelo cobre é igual ao calor ganho pela água. Portanto:
Qcobre = -Qágua = -1254 , J á
O sinal negativo indica que o cobre está liberando calor.

Passo 5

Parte ©: Qual era a massa em gramas da amostra de cobre?
Para encontrar a massa da amostra de cobre, usamos novamente a fórmula do calor, rearranjando para m = Qc cdot De:
mcobre = 1254 , J0,385 , J/g°C times 93,50^circ C
Primeiro, identificamos os valores para o cobre:
  • Calor perdido pelo cobre, (usaremos o valor absoluto, 1254 J)
  • Capacidade calorífica específica do cobre,
  • Variação de temperatura do cobre,
Aplicando a fórmula:

Passo 6

Efetuando os cálculos:
mcobre = 12540,385 times 93,50 = 125435,9475 approx 34,88 , g

Resposta

(a) A água absorveu 1.254 joules de calor.
(b) A amostra de cobre perdeu 1.254 joules de calor.
© A massa da amostra de cobre era aproximadamente 34,88 gramas.

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