(PUC-RJ) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 Co, é colocada em uma calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 C...
a uma temperatura de 30 Co, é colocada em uma calorímetro
junto a 150 g de gelo a 0 Co. Após atingir o equilíbrio, dado que
o calor específico da água é ca = 1,0 cal/(g . Co) e o calor latente
de fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da
mistura gelo + água.
a) 10 °C
b) 15 °C
c) 0 °C
d) 30 °C
e) 60 °C
a) 10 °C
b) 15 °C
c) 0 °C
d) 30 °C
e) 60 °C
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💡 1 Resposta
Ed 
Para resolver esse problema, é necessário calcular a quantidade de calor que a água perdeu para atingir a temperatura de equilíbrio com o gelo e a quantidade de calor que o gelo ganhou para derreter e atingir a mesma temperatura. A quantidade de calor que a água perdeu é dada por: Q1 = m * ca * (30 - Tf) Onde: m = 200 g (massa da água) ca = 1,0 cal/(g . Co) (calor específico da água) Tf = temperatura final da mistura A quantidade de calor que o gelo ganhou é dada por: Q2 = m * L + m * cg * (Tf - 0) Onde: L = 80 cal/g (calor latente de fusão do gelo) cg = 1,0 cal/(g . Co) (calor específico do gelo) Como a quantidade de calor perdida pela água é igual à quantidade de calor ganha pelo gelo, temos: Q1 = Q2 m * ca * (30 - Tf) = m * L + m * cg * Tf Isolando Tf, temos: Tf = (m * L) / (m * cg + m * ca) + 30 Substituindo os valores, temos: Tf = (200 * 80) / (200 * 1,0 + 150 * 1,0) + 30 Tf = 15 °C Portanto, a alternativa correta é a letra b) 15 °C.
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