EXC089. Num calorímetro ideal, misturam-se 400 g de gelo a –10 °C com 600 g de água uma temperatura T0 = 90 °C. Pedem-se: a) a temperatura de equil...

a) Para encontrar a temperatura de equilíbrio térmico do sistema, é necessário calcular a quantidade de calor que a água a 90°C perde e a quantidade de calor que o gelo a -10°C ganha até atingir o equilíbrio térmico. Primeiro, calculamos a quantidade de calor que a água perde: Q1 = m1 * c1 * (T0 - Tf) Q1 = 600 * 1,0 * (90 - Tf) Agora, calculamos a quantidade de calor que o gelo ganha: Q2 = m2 * Lf + m2 * c2 * (Tf - (-10)) Q2 = 400 * 80 + 400 * 0,5 * (Tf + 10) Como o calor é conservado, temos que Q1 = Q2: 600 * 1,0 * (90 - Tf) = 400 * 80 + 400 * 0,5 * (Tf + 10) Simplificando a equação: 54000 - 600Tf = 32000 + 200Tf + 8000 54000 - 600Tf = 40000 + 200Tf 800Tf = 14000 Tf = 17,5°C Portanto, a temperatura de equilíbrio térmico do sistema é de 17,5°C. b) Para encontrar a massa de líquido no equilíbrio, é necessário calcular a massa de gelo que derreteu e a massa de água que sobrou. A massa de gelo que derreteu é: m3 = m2 = 400 g A massa de água que sobrou é: m4 = m1 * (T0 - Tf) / (Tf - Ta) m4 = 600 * (90 - 17,5) / (17,5 - 0,5) m4 = 1985,7 g Portanto, a massa de líquido no equilíbrio é de aproximadamente 1985,7 g.