Um calorímetro, de capacidade térmica desprezível, contém 200 g de água a 50ºC. Em seu interior é introduzido um bloco de ferro com massa de 200 g ...

Para resolver este problema, podemos utilizar a conservação de energia. O calor cedido pelo bloco de ferro é igual ao calor absorvido pela água e pelo gelo. Qferro = Qágua + Qgelo O calor cedido pelo bloco de ferro é dado por: Qferro = mferro * cferro * ΔT Qferro = 200 g * 0,11 cal/gºC * (Tf - 50ºC) Onde Tf é a temperatura final de equilíbrio. O calor absorvido pela água é dado por: Qágua = mágua * cágua * ΔT Qágua = 200 g * 1 cal/gºC * (Tf - 50ºC) O calor absorvido pelo gelo é dado por: Qgelo = mgelo * Lf + mgelo * cágua * ΔT Qgelo = 500 g * 80 cal/g + 500 g * 1 cal/gºC * (Tf - 0ºC) Igualando as equações, temos: 200 g * 0,11 cal/gºC * (Tf - 50ºC) = 200 g * 1 cal/gºC * (Tf - 50ºC) + 500 g * 80 cal/g + 500 g * 1 cal/gºC * (Tf - 0ºC) Resolvendo a equação, encontramos: Tf = 5,6ºC Portanto, a temperatura de equilíbrio deste sistema é de 5,6ºC.