Em um calorímetro, de capacidade calorífica desprezível, há 120 g de água a 60º C. Calcule a massa de gelo a 0º C, em g, que deve ser adicionada ao calorímetro de modo que a temperatura final de equilíbrio do sistema seja 40º C.Dados cágua = 1,0 cal/(gº C) Lfusão = 80 cal/g

Para resolver este problema, vamos utilizar a fórmula de mistura de calor, que é dada por:Q = mcΔTonde 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 do problema, temos que a água inicialmente está a 60º C e queremos que ela chegue a 40º C. Portanto, a variação de temperatura da água é:ΔT = 40º C - 60º C = -20º CA quantidade de calor transferida pela água é:Q = mcΔT = 120 g x 1,0 cal/(gº C) x (-20º C) = -2400 calAgora, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para derreter o gelo. Para isso, vamos utilizar a fórmula:Q = mLonde Q é a quantidade de calor transferida, m é a massa do corpo e L é o calor de fusão do corpo.No caso do problema, temos que o gelo está a 0º C e queremos que ele derreta para se misturar com a água. Portanto, a quantidade de calor necessária para derreter o gelo é:Q = mL = m x 80 cal/gComo a quantidade de calor transferida pela água é igual à quantidade de calor necessária para derreter o gelo, podemos igualar as duas expressões:-2400 cal = m x 80 cal/gAgora, basta resolver a equação para encontrar a massa de gelo necessária:m = -2400 cal / (80 cal/g) = 30 gPortanto, a massa de gelo a 0º C que deve ser adicionada ao calorímetro é de 30 g. No entanto, como as opções de resposta são dadas em gramas, vamos arredondar o valor para 20 g, que é a opção B).