No interior de um calorímetro ideal encontram-se 400 g de água e 100 g de gelo, em equilíbrio térmico. Um cilindro de metal de massa 2,0 kg, calor ...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar a equação de conservação de energia: Q1 + Q2 = 0 Onde Q1 é o calor cedido pelo cilindro de metal e Q2 é o calor absorvido pela água e pelo gelo. Para calcular Q1, utilizamos a equação: Q1 = m * c * ΔT Onde m é a massa do cilindro, c é o calor específico do metal e ΔT é a variação de temperatura. Q1 = 2,0 * 0,10 * (250 - T) Para calcular Q2, é necessário levar em consideração que a água e o gelo estão em equilíbrio térmico, ou seja, a temperatura é constante. Portanto, a variação de temperatura é zero e a equação fica: Q2 = m * Lf + m * c * ΔT Onde Lf é o calor latente de fusão do gelo, que é igual a 80 cal/g. Q2 = 100 * 80 + 400 * 1 * (T - 0) Igualando Q1 e Q2, temos: 2,0 * 0,10 * (250 - T) = 100 * 80 + 400 * 1 * T Resolvendo a equação, encontramos: T = 0o C Portanto, a temperatura de equilíbrio térmico é 0o C.

T=19,86ºc