Num calorímetro, de capacidade térmica desprezível, foram misturados 200 g de água a 60°C e 50 g de gelo a oºc. A temperatura final de equilíbrio é

A resposta certa é a letra C) 32°C.

Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar o problema passo a passo. Temos 200 g de água a 60°C e 50 g de gelo a 0°C. Quando misturamos esses dois sistemas, haverá uma transferência de calor da água quente para o gelo frio até que ambos estejam em equilíbrio térmico.

Como o calor específico da água é muito maior do que o do gelo, podemos considerar que a capacidade térmica do calorímetro é desprezível. Isso significa que a variação de temperatura do sistema será apenas devido à água e ao gelo.

Vamos calcular a quantidade de calor que a água quente perde ao se misturar com o gelo frio. A fórmula para calcular a variação de calor é Q = mcΔT, onde m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.

No caso da água, temos Q = 200 g × 4,184 J/g°C × (60°C - T), onde T é a temperatura final de equilíbrio.

Agora, vamos calcular a quantidade de calor que o gelo frio absorve ao se misturar com a água quente. Como o gelo se funde e passa a ser água líquida, haverá uma absorção de calor de fusão. A fórmula para calcular a variação de calor de fusão é Q = m × L, onde m é a massa do gelo e L é o calor de fusão do gelo (que é de aproximadamente 334 J/g).

No caso do gelo, temos Q = 50 g × 334 J/g.

Como a quantidade de calor que a água perde é igual à quantidade de calor que o gelo absorve, podemos igualar as duas expressões:

200 g × 4,184 J/g°C × (60°C - T) = 50 g × 334 J/g

Agora, podemos resolver para T. Fazendo as contas, encontramos que T = 32°C.

Portanto, a resposta certa é a letra C) 32°C.