Um calorímetro de capacidade térmica 40 cal/ºC possui em seu interior e em equilíbrio térmico, 400g de água a 10ºC. Em um dado instante, um corpo metálico de 300g e temperatura de 60ºC é colocado no interior do calorímetro e o sistema agitado até a obter a situação de equilíbrio térmico. A temperatura final de equilíbrio é de 16ºC. O calor específico da água é 1 cal/gºC.

Para resolver essa questão, vamos utilizar a fórmula de troca de calor entre dois corpos em contato. Nesse caso, temos o calorímetro com 400g de água a 10°C e o corpo metálico de 300g a 60°C. Após o equilíbrio térmico, a temperatura final é de 16°C.

Vamos considerar que o calorímetro é ideal, ou seja, não há perda de calor para o meio ambiente. Então, o calor específico da água é de 1 cal/g°C. Podemos calcular a variação de temperatura da água como:

ΔT = T_f - T_i = 16°C - 10°C = 6°C

O calor transferido da água é:

Q_água = m_água × c_água × ΔT = 400g × 1 cal/g°C × 6°C = 2400 cal

O calor transferido pelo corpo metálico é igual em módulo, mas oposto em sentido:

Q_metálico = -Q_água = -2400 cal

Agora, vamos calcular a variação de temperatura do corpo metálico:

ΔT = T_f - T_i = 16°C - 60°C = -44°C

O calor específico do metal é desconhecido, então vamos chamá-lo de c. Podemos calcular o calor específico do metal como:

Q_metálico = m_metálico × c × ΔT

Substituindo os valores, temos:

-2400 cal = 300g × c × (-44°C)

Agora, podemos calcular o calor específico do metal:

c = 2400 cal / (300g × 44°C) = 0,2 cal/g°C

Portanto, a alternativa correta é A) 0,2.

A alternativa correta é A) 0,2.