Ed
ano passado
Para resolver essa questão, precisamos considerar a troca de calor entre o gelo e a água. O gelo vai absorver calor até derreter e, em seguida, a água resultante vai aquecer até atingir a temperatura final do sistema. 1. Calor necessário para aquecer o gelo de -5 °C a 0 °C: \[ Q_{gelo} = m_{gelo} \cdot c_{gelo} \cdot \Delta T \] Onde: - \(m_{gelo} = 150 \, g\) - \(c_{gelo} = 2,09 \, J/g°C\) - \(\Delta T = 0 - (-5) = 5 \, °C\) \[ Q_{gelo} = 150 \cdot 2,09 \cdot 5 = 1567,5 \, J \] 2. Calor necessário para derreter o gelo a 0 °C: O calor de fusão do gelo é aproximadamente \(334 \, J/g\). \[ Q_{fusao} = m_{gelo} \cdot L_{fusao} \] \[ Q_{fusao} = 150 \cdot 334 = 50100 \, J \] 3. Calor que a água perde ao esfriar de 25 °C até a temperatura final \(T_f\): \[ Q_{agua} = m_{agua} \cdot c_{agua} \cdot \Delta T \] Onde: - \(m_{agua} = 1000 \, g\) - \(c_{agua} = 4,18 \, J/g°C\) - \(\Delta T = 25 - T_f\) \[ Q_{agua} = 1000 \cdot 4,18 \cdot (25 - T_f) \] 4. Igualando os calores: O calor ganho pelo gelo é igual ao calor perdido pela água: \[ Q_{gelo} + Q_{fusao} = Q_{agua} \] \[ 1567,5 + 50100 = 1000 \cdot 4,18 \cdot (25 - T_f) \] \[ 51667,5 = 4180 \cdot (25 - T_f) \] \[ 25 - T_f = \frac{51667,5}{4180} \approx 12,35 \] \[ T_f \approx 25 - 12,35 \approx 12,65 \, °C \] Portanto, a temperatura final do sistema é aproximadamente 12,65 °C. A alternativa mais próxima é: C) 10 °C. Entretanto, a resposta correta não está exatamente entre as opções, mas a mais próxima é a C.
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