Em um dia muito quente, em que a temperatura ambiente era de 30oC, Sr. Aldemir pegou um copo com volume de 194 cm3 de suco à temperatura ambiente e mergulhou nele dois cubos de gelo de massa 15 g cada. O gelo estava a -4ºC e fundiu-se por completo. Supondo que o suco tem o mesmo calor específico e densidade que a água e que a troca de calor ocorra somente entre o gelo e suco, qual a temperatura final do suco do Sr. Aldemir? Assinale a alternativa CORRETA.

A alternativa correta é letra D)  15^oC

Gabarito: LETRA D.

De acordo com o enunciado, podemos afirmar que o calor cedido pela variação de temperatura do suco foi utilizado para aquecer e fundir o gelo, além de aquecer essa massa de água até a temperatura de equilíbrio, ou seja:

Q_{suco} = Q_{gelo_{aquec}} + Q_{gelo_{fus}} + Q_{água}

Logo,

m_{suco} cdot c_{suco} cdot Delta theta_{suco} = m_{gelo} cdot c_{gelo} cdot Delta theta_{gelo}+ m_{gelo} cdot L_{gelo} + m_{gelo} cdot c_{água} cdot Delta theta_{água}

rho_{suco} cdot V_{suco} cdot c_{suco} cdot Delta theta_{suco} = m_{gelo} cdot c_{gelo} cdot Delta theta_{gelo}+ m_{gelo} cdot L_{gelo} + m_{gelo} cdot c_{água} cdot Delta theta_{água}

1,0 cdot 194 cdot 1,0 left( 30-theta_{equi} right) = 30 cdot 0,5 cdot left( 0 - left( -4 right) right) + 30cdot 80 + 30 cdot 1,0 cdot left( theta_{equi} - 0 right)

5820-194 cdot theta_{equi} = 60 + 2400 + 30 cdot theta_{equi}

224 cdot theta_{equi} = 3360

theta_{equi} = 15°C

Portanto, a resposta correta é a alternativa (d).