Considere as informações abaixo para responder a questão.

Resposta: D) 119

Para responder à questão, precisamos calcular a capacidade térmica do sistema, que é a soma das capacidades térmicas do frasco de vidro, da água e do latão.

Primeiramente, vamos calcular a variação de temperatura do latão e da água. O pedaço de latão tem uma temperatura inicial de 80°C e o sistema alcança o equilíbrio térmico em uma temperatura final desconhecida. A água tem uma temperatura inicial de 20°C e também alcança o equilíbrio térmico na mesma temperatura final.

Vamos considerar a perda de calor do latão como positiva e o ganho de calor da água como negativo. A variação de temperatura do latão é ΔT_latão = T_final - 80°C, e a variação de temperatura da água é ΔT_água = T_final - 20°C.

O calor transferido pelo latão é Q_latão = m_latão * c_latão * ΔT_latão, onde m_latão é a massa do latão (200 g) e c_latão é o calor específico do latão (0,095 cal/g°C).

O calor transferido pela água é Q_água = m_água * c_água * ΔT_água, onde m_água é a massa da água (100 g) e c_água é o calor específico da água (1,0 cal/g°C).

Como o sistema atinge o equilíbrio térmico, o calor transferido pelo latão é igual ao calor transferido pela água, ou seja, Q_latão = -Q_água.

Vamos substituir as expressões de Q_latão e Q_água na equação acima:

m_latão * c_latão * ΔT_latão = -m_água * c_água * ΔT_água

Substituindo os valores conhecidos, temos:

200 g * 0,095 cal/g°C * ΔT_latão = -100 g * 1,0 cal/g°C * ΔT_água

Simplificando a equação, temos:

19 cal/°C * ΔT_latão = -100 cal/°C * ΔT_água

Dividindo ambos os lados da equação por -100 cal/°C, temos:

ΔT_água = -0,19 * ΔT_latão

Como a variação de temperatura do latão é ΔT_latão = T_final - 80°C e a variação de temperatura da água é ΔT_água = T_final - 20°C, podemos escrever:

T_final - 20°C = -0,19 * (T_final - 80°C)

Simplificando a equação, temos:

T_final = 36,67°C

Agora, podemos calcular a capacidade térmica do sistema:

C_sistema = m_água * c_água + m_latão * c_latão

Substituindo os valores conhecidos, temos:

C_sistema = 100 g * 1,0 cal/g°C + 200 g * 0,095 cal/g°C

C_sistema = 100 cal/°C + 19 cal/°C

C_sistema = 119 cal/°C

Portanto, a capacidade térmica do sistema é 119 cal/°C, que é a alternativa correta D.