Para resolver essa questão, precisamos considerar a troca de calor entre a água e o gelo. O calor perdido pela água será igual ao calor ganho pelo gelo. 1. Calor perdido pela água: - Massa da água (m₁) = 150 g - Temperatura inicial da água (T₁) = 20 °C - Temperatura final (T_f) = ? (a ser determinada) - Calor específico da água (c) = 1 cal/g°C O calor perdido pela água é dado por: \[ Q_{água} = m₁ \cdot c \cdot (T₁ - T_f) = 150 \cdot 1 \cdot (20 - T_f) \] 2. Calor ganho pelo gelo: - Massa do gelo (m₂) = 50 g - Temperatura inicial do gelo (T₂) = 0 °C - O gelo precisa derreter e depois aquecer até a temperatura final (T_f). - Calor de fusão do gelo = 80 cal/g O calor ganho pelo gelo é dado por: \[ Q_{gelo} = m₂ \cdot L_f + m₂ \cdot c \cdot (T_f - T₂) = 50 \cdot 80 + 50 \cdot 1 \cdot (T_f - 0) \] \[ Q_{gelo} = 4000 + 50T_f \] 3. Igualando os calores: \[ 150 \cdot (20 - T_f) = 4000 + 50T_f \] \[ 3000 - 150T_f = 4000 + 50T_f \] \[ 3000 - 4000 = 150T_f + 50T_f \] \[ -1000 = 200T_f \] \[ T_f = -5 °C \] Como a temperatura final não pode ser negativa, isso indica que todo o gelo não derreteu e a temperatura final do sistema será 0 °C, pois o gelo permanecerá em equilíbrio térmico com a água. Portanto, a resposta correta é: a) 0 °C.