Num calorímetro ideal, misturam-se 300 g de gelo em fusão com 240 g de água. Calcule a temperatura inicial da água para que no equilíbrio térmico h...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação fundamental da calorimetria: Q = m.c.ΔT Onde: Q = quantidade de calor trocada m = massa do corpo c = calor específico do corpo ΔT = variação de temperatura No caso do gelo, temos que a temperatura é constante durante a fusão, então podemos calcular a quantidade de calor necessária para derreter o gelo: Q1 = m1.Lf Onde: Lf = calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) Substituindo os valores, temos: Q1 = 300 g x 80 cal/g = 24000 cal Já para a água, temos que ela precisa ser aquecida até a temperatura de fusão do gelo (0°C) e depois continuar cedendo calor para que ocorra o equilíbrio térmico. Assim, podemos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água: Q2 = m2.c.ΔT Onde: m2 = 240 g (massa da água) c = 1 cal/g°C (calor específico da água) ΔT = Tf - Ti (variação de temperatura) Substituindo os valores, temos: Q2 = 240 g x 1 cal/g°C x (0°C - Ti) A quantidade de calor total trocada no calorímetro é igual a zero, pois o sistema está em equilíbrio térmico. Assim, podemos igualar as duas equações de calor: Q1 = -Q2 24000 cal = -240 g x 1 cal/g°C x (0°C - Ti) 24000 cal = 240 Ti Ti = 100°C Portanto, a temperatura inicial da água deve ser de 100°C para que ocorra o equilíbrio térmico com o gelo em fusão.