Uma amostra de cobre foi aquecida a
e depois mergulhada em
de água a
. A temperatura da mistura atinge
.
(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?
(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
e depois mergulhada em
de água a
. Após algum tempo, a temperatura da mistura estabiliza em
. 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:
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,
- Capacidade calorífica específica da água,
- Variação de temperatura,
Aplicando a fórmula:
Passo 3
Efetuando os cálculos:
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:
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
:
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:
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.