Misturam-se num calorímetro de capacidade térmica 50 cal/ºC, contendo 1.750 g de água a 10 ºC, 300 g de gelo a 0 ºC e 200 g de água a 80 ºC.

A temperatura final de equilíbrio térmico pode ser encontrada utilizando o princípio de que a variação de energia térmica total do sistema seja igual a zero.

Primeiramente, é necessário calcular a quantidade de calor necessária para derreter o gelo e aumentar a temperatura da água de 0°C para 10°C.

O calor necessário para derreter o gelo é igual ao produto da massa do gelo pela entalpia de fusão do gelo:

Q_fusão = m_gelo * L_fusão = 300 g * 80 cal/g = 24000 cal

Em seguida, é necessário calcular o calor necessário para aumentar a temperatura da água de 0°C para 10°C:

Q_aquecimento = m_água * c_água * ΔT = 1950 g * 1,0 cal/g°C * 10°C = 19500 cal

Como a capacidade térmica do calorímetro é de 50 cal/°C, a variação de temperatura do sistema é igual a:

ΔT = (Q_fusão + Q_aquecimento) / (m_t * c_t + C_cal)

onde m_t é a massa total do sistema (água e gelo) e c_t é a capacidade térmica específica da água.

Substituindo os valores, temos:

ΔT = (24000 cal + 19500 cal) / (1950 g * 1,0 cal/g°C + 50 cal/°C) ≈ 4,3°C

Portanto, a temperatura final de equilíbrio térmico é de aproximadamente 4,3°C.

A alternativa correta é a letra B) 4,3°C.