O gráfico abaixo ilustra a temperatura de certa quantidade de água em função da energia fornecida.

A alternativa correta é letra D) 1 g.

Gabarito: LETRA D.

O gráfico do enunciado mostra a temperatura (em graus Celsius) no eixo vertical (y) em função da energia fornecida (em joules) no eixo horizontal (x). Observando a temperatura da água à medida que ela é aquecida, podemos identificar três regiões no gráfico:

1. Aquecimento do gelo sólido de -30°C até sua temperatura de fusão:

Nesta etapa, a energia fornecida aumenta a temperatura do gelo sólido, mantendo-o no estado sólido. Isso ocorre até atingir a temperatura de fusão do gelo, que é 0°C. A quantidade de energia fornecida nesse intervalo, indicada no gráfico como sendo 62,7 J, será responsável por aquecer o gelo sem promover mudança de fase.

2. Fusão do gelo:

Nesta etapa, a energia fornecida é utilizada exclusivamente para fundir o gelo em água. A temperatura permanece constante em 0°C até que todo o gelo tenha sido transformado em água líquida.

3. Aquecimento da água líquida:

Após fundir todo o gelo, a energia adicionada aumentará a temperatura da água líquida.

Observando o gráfico do enunciado, podemos verificar que a quantidade total de energia fornecida na região 2, que corresponde à fusão do gelo, equivale a 396-62 = 333,3 , J. Essa energia consiste no calor latente, que é igual à massa de água gerada após fundir todo o gelo multiplicada pelo calor latente de fusão, ou seja:

Q = m cdot L_f

Logo,

333,3 cancel J= m cdot 3,3 times 10^5 dfrac { cancel J } { kg }

m = dfrac { 333,3 }{3,3 times 10^5} , kg

m approx 1 times 10^{-3} , kg

m approx 1 , g

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