Uma certa massa M de água a 20 °C é despejada sobre 100 g de gelo a 0 °C, dentro de um calorímetro. Verifica-se que o produto final é constituído apenas por água no estado líquido a 0 °C.

A alternativa correta é letra E) 400 g

Resposta: Alternativa E

O gráfico abaixo ilustra o comportamento da água e do gelo durante a troca de calor até que o equilíbrio térmico seja atingido.

Observações:

• todo o gelo(100 g) foi derretido, pois o enunciado informa que o produto final é constituído apenas por água.
• a água foi de 20ºC a 0ºC, ou seja, esfriou. Portanto, a sua variação de temperatura é negativa. ( -20ºC)

Sabendo que um calorímetro não permite trocas de calor com o ambiente externo, temos:

Q_a + Qg = 0

m_a cdot c_a cdot Delta theta + m_g cdot L_g = 0

M cdot 1 cdot (-20) + 100 cdot 80 = 0

20 cdot M = 8000

M = 400 mbox{ g}