Um bloco de gelo de 150 g a 0 °C é colocado em 400 g de água a 90 °C. Qual será a temperatura final do sistema? a) 0 °C b) 50 °C c) 30 °C d) 60 °C

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o princípio da conservação de energia, onde a quantidade de calor perdida pela água será igual à quantidade de calor ganha pelo gelo. 1. Dados: - Massa do gelo (m_gelo) = 150 g - Temperatura inicial do gelo (T_gelo) = 0 °C - Massa da água (m_agua) = 400 g - Temperatura inicial da água (T_agua) = 90 °C - Calor específico da água (c_agua) = 1 cal/g°C - Calor específico do gelo (c_gelo) = 0,5 cal/g°C - Calor de fusão do gelo (L_fusao) = 80 cal/g 2. Cálculo do calor necessário para derreter o gelo: Q_gelo = m_gelo * L_fusao = 150 g * 80 cal/g = 12000 cal 3. Cálculo do calor que a água pode ceder: A água vai esfriar até a temperatura final (Tf): Q_agua = m_agua * c_agua * (T_agua - Tf) = 400 g * 1 cal/g°C * (90 °C - Tf) 4. Igualando as quantidades de calor: Q_agua = Q_gelo 400 * (90 - Tf) = 12000 5. Resolvendo a equação: 36000 - 400Tf = 12000 400Tf = 36000 - 12000 400Tf = 24000 Tf = 24000 / 400 Tf = 60 °C Portanto, a temperatura final do sistema será 60 °C. A alternativa correta é: d) 60 °C.