Um aluno enche um copo com 0,10 L de água a 25 °C e 0,15 L de água a 15 °C. Desprezando trocas de calor com o copo e com o meio, a temperatura final da mistura, em °C, é:

Vamos resolver esse problema de mistura de temperaturas! Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor total que o sistema tem. Para isso, vamos utilizar a fórmula:

Q = mcΔT

Onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico da água (que é de aproximadamente 4,184 J/g°C) e ΔT é a variação de temperatura.

No caso da água a 25°C, temos:

Q1 = 0,10 kg x 4,184 J/g°C x (25°C - Tfinal)

Já para a água a 15°C, temos:

Q2 = 0,15 kg x 4,184 J/g°C x (15°C - Tfinal)

Ao misturarmos as duas quantidades de água, a temperatura final do sistema será a mesma para ambas as partes. Portanto, podemos igualar as quantidades de calor:

Q1 = -Q2

Substituindo as expressões anteriores, temos:

0,10 kg x 4,184 J/g°C x (25°C - Tfinal) = -0,15 kg x 4,184 J/g°C x (15°C - Tfinal)

Isolando Tfinal, temos:

Tfinal = (0,10 x 25°C + 0,15 x 15°C) / (0,10 + 0,15)

Tfinal = 19°C

Portanto, a resposta certa é a opção B) 19°C.