Um tacho de cobre de contém de água e ambos estão a . Um cilindro de cobre de , muito quente, é jogado na água, fazendo a água ferver e transformando da água em vapor. Despreze a transferência de energia para o ambiente. () Qual é a energia em calorias transferida para a água na forma de calor? () Qual é a energia transferida para o tacho? () Qual é a temperatura inicial do cilindro?

Pra gente calcular a energia que a água recebeu, é necessário calcular a energia que fez a água passar de para o ponto de ebulição e somar com a energia necessária para transformar de água em vapor. Então são dois calores envolvidos: sensível e latente. Mas vamos fazer cada um separadamente:

• Calor sensível:
• Calor latente:

Sendo assim, o calor total transferido para a água foi:

Iradoso, já na letra pede qual a energia transferida para o tacho. Como o sistema entra em equilíbrio térmico e não perde calor para o ambiente, o tacho fica a mesma temperatura que a água. Como a água chega a evaporar (apenas um pouco dela, não toda), a temperatura final do tacho é de . Agora calcular a energia ficou tranquileba, basta a gente aplicar a fórmula do calor sensível ao tacho que é feito de cobre, de forma que:

Belejóia então!!

Já a última parte do exercício pergunta qual era a temperatura inicial do cilindro. Sabendo que o sistema está em equilíbrio térmico, então a temperatura final do cilindro é a mesma da água, ou seja, . A energia que o cilindro perdeu foi a mesma que o sistema águatacho ganhou, e essas energias nós acabamos de determinar.

Assim, da fórmula do calor sensível para o cilindro temos:

Obs.: o sinal negativo na frente da soma dos calores indica que o cilindro perdeu calor. Se isso não fosse feito, encontraríamos um valor negativo para a temperatura, o que não faria sentido, já que o cilindro estava a uma temperatura maior que .

Fazendo as continhas chegamos a: