Para resolver essa questão, precisamos considerar a troca de calor entre a água e o gelo. O gelo vai derreter e, em seguida, a água resultante vai aquecer até atingir a temperatura final do sistema. 1. Calor necessário para derreter o gelo: - Massa do gelo = 50 g - Calor de fusão do gelo = 334 J/g - Calor necessário para derreter o gelo = \( 50 \, \text{g} \times 334 \, \text{J/g} = 16700 \, \text{J} \) 2. Calor disponível da água: - Massa da água = 250 g - Temperatura inicial da água = 25 °C - Calor específico da água = 4,18 J/g°C - A água pode perder calor até 0 °C, então: - Calor que a água pode ceder = \( 250 \, \text{g} \times 4,18 \, \text{J/g°C} \times (25 - 0) \, \text{°C} = 250 \times 4,18 \times 25 = 26125 \, \text{J} \) 3. Comparando os calores: - Calor necessário para derreter o gelo = 16700 J - Calor disponível da água = 26125 J Como a água tem calor suficiente para derreter todo o gelo e ainda sobra calor, a temperatura final do sistema será acima de 0 °C. 4. Cálculo da temperatura final: - Após derreter o gelo, o calor restante da água será usado para aquecer a água resultante do gelo. - Calor restante = \( 26125 \, \text{J} - 16700 \, \text{J} = 9415 \, \text{J} \) - Agora, temos 300 g de água (250 g da água inicial + 50 g da água do gelo derretido). - Usamos a fórmula \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \): - \( 9415 \, \text{J} = 300 \, \text{g} \times 4,18 \, \text{J/g°C} \times (T_f - 0) \) - \( 9415 = 1254 \cdot T_f \) - \( T_f = \frac{9415}{1254} \approx 7,51 \, \text{°C} \) A temperatura final do sistema será, portanto, um pouco acima de 0 °C, mas não chega a 10 °C. Assim, a resposta correta é: b) 10 °C.