Dois cubos de gelo de 50 g são misturados com 200 g de água em um recipiente termicamente isolado. Se a água está inicialmente a 25°C e o gelo foi ...

Para resolver esse problema, podemos usar a equação da conservação de energia: Qgelo + Qágua = 0 Onde Qgelo é a quantidade de calor transferida do gelo para a água e Qágua é a quantidade de calor absorvida pela água. Para calcular a quantidade de calor transferida, podemos usar a fórmula: Q = m * c * ΔT Onde m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor transferida quando os dois cubos de gelo são misturados com a água: Qgelo = m * c * ΔT Qgelo = 2 * 50 g * 2,09 J/g°C * (0°C - (-15°C)) Qgelo = 2 * 50 g * 2,09 J/g°C * 15°C Qgelo = 1567,5 J Agora, vamos calcular a quantidade de calor absorvida pela água: Qágua = m * c * ΔT Qágua = 200 g * 4,18 J/g°C * (0°C - 25°C) Qágua = 200 g * 4,18 J/g°C * (-25°C) Qágua = -20.900 J A soma das quantidades de calor transferida e absorvida deve ser igual a zero: Qgelo + Qágua = 0 1567,5 J + (-20.900 J) = 0 Agora, podemos calcular a temperatura final em equilíbrio térmico: Qgelo = -Qágua 1567,5 J = 20.900 J Agora, vamos calcular a temperatura final se for usado apenas um cubo de gelo: Qgelo = m * c * ΔT Qgelo = 1 * 50 g * 2,09 J/g°C * (0°C - (-15°C)) Qgelo = 1 * 50 g * 2,09 J/g°C * 15°C Qgelo = 783,75 J Qágua = m * c * ΔT Qágua = 200 g * 4,18 J/g°C * (0°C - 25°C) Qágua = 200 g * 4,18 J/g°C * (-25°C) Qágua = -20.900 J Qgelo + Qágua = 0 783,75 J + (-20.900 J) = 0 Agora, podemos calcular a temperatura final em equilíbrio térmico: Qgelo = -Qágua 783,75 J = 20.900 J Portanto, a temperatura final em equilíbrio térmico é de 16,6°C quando são usados dois cubos de gelo e 2,5°C quando é usado apenas um cubo de gelo.