Uma barra de ferro com massa de 2 kg estava a 150 ºC e foi mergulhada em 1L de óleo a 20 ºC. A densidade do óleo é 0,9 g/cm3. Os calores específicos do ferro e do óleo valem, respectivamente, 0,1 cal/g.ºC e 0,5 cal/g.ºC.

Para resolver essa questão, vamos utilizar a fórmula de transferência de calor:

Q = mcΔT

Onde Q é a quantidade de calor transferida, m é a massa do corpo, c é o calor específico do corpo e ΔT é a variação de temperatura.

No caso da barra de ferro, temos:

m = 2 kg

c = 0,1 cal/g°C

T_inicial = 150°C

T_final = T_equilíbrio (a ser calculada)

Para o óleo, temos:

m = 1 L x 0,9 g/cm³ = 900 g

c = 0,5 cal/g°C

T_inicial = 20°C

T_final = T_equilíbrio (a ser calculada)

Como não houve dissipação de calor, toda a quantidade de calor transferida pela barra de ferro foi absorvida pelo óleo. Portanto, podemos igualar as quantidades de calor transferidas:

Q_ferro = Q_óleo

m_ferro x c_ferro x ΔT_ferro = m_óleo x c_óleo x ΔT_óleo

Substituindo os valores, temos:

2 kg x 0,1 cal/g°C x (150°C - T_equilíbrio) = 900 g x 0,5 cal/g°C x (T_equilíbrio - 20°C)

Resolvendo a equação, encontramos:

T_equilíbrio = 60°C

Portanto, a alternativa correta é B) 60°C.

OBS: É importante notar que a temperatura de equilíbrio é a temperatura final que ambos os corpos alcançam, quando não há mais transferência de calor.