Ana misturou 150ml de água que estava à temperatura de 30ºC com 300ml de água que estava à temperatura de 12ºC. Desconsiderando as perdas de calor, pode-se afirmar que a temperatura de equilíbrio dessa mistura foi, em ºC, de:

A resposta certa é a letra D) 18.

Vamos resolver essa questão de termologia! Quando Ana mistura 150ml de água a 30°C com 300ml de água a 12°C, podemos aplicar o princípio de conservação de energia. Como não há perdas de calor, a energia térmica total antes da mistura é igual à energia térmica total após a mistura.

Para encontrar a temperatura de equilíbrio, precisamos calcular a energia térmica total inicial e a energia térmica total final. Vamos considerar a densidade da água como 1 g/cm³ e a capacidade calorífica específica da água como 4,184 J/g°C.

Para a água a 30°C:

$$Q_1 = mcDelta T = 150g times 4,184 J/g°C times (30°C - T_e)$$

Para a água a 12°C:

$$Q_2 = mcDelta T = 300g times 4,184 J/g°C times (12°C - T_e)$$

Como a energia térmica total inicial é igual à energia térmica total final, podemos igualar as duas expressões:

$$150g times 4,184 J/g°C times (30°C - T_e) + 300g times 4,184 J/g°C times (12°C - T_e) = 0$$

Resolvendo para Te, encontramos:

$$T_e = frac{150 times 30 + 300 times 12}{150 + 300} = 18°C$$

Portanto, a temperatura de equilíbrio é de 18°C, que é a opção D.