Para resolver essa questão, precisamos considerar a troca de calor entre o gelo e a água. O gelo vai derreter e a água vai esfriar até atingir um equilíbrio térmico. 1. Calor necessário para derreter o gelo: - Vamos supor que temos um bloco de gelo de massa \( m_g \) (em kg) que derrete. O calor necessário para derreter o gelo é dado por: \[ Q_{gelo} = m_g \cdot L_f \] onde \( L_f = 334.000 \, J/kg \) é o calor de fusão do gelo. 2. Calor perdido pela água: - A água a 20 °C vai esfriar até a temperatura final \( T_f \). O calor perdido pela água é dado por: \[ Q_{agua} = m_{agua} \cdot c \cdot (T_{inicial} - T_f) \] onde \( m_{agua} = 8 \, kg \), \( c = 4.186 \, J/(kg \cdot °C) \) e \( T_{inicial} = 20 °C \). 3. Equilíbrio térmico: - No equilíbrio térmico, o calor perdido pela água é igual ao calor ganho pelo gelo: \[ Q_{agua} = Q_{gelo} \] 4. Cálculo: - Vamos considerar que o gelo derrete completamente e a temperatura final do sistema é \( T_f \). Para simplificar, vamos assumir que a massa do gelo é pequena em comparação com a água, então podemos usar a temperatura final como 20 °C, pois a água é em maior quantidade. 5. Análise das alternativas: - A água a 20 °C não pode esfriar para uma temperatura maior que 20 °C, pois isso não faz sentido fisicamente. Portanto, a temperatura final não pode ser maior que 20 °C. Assim, a temperatura final do sistema será a temperatura da água, que é 20 °C. Portanto, a alternativa correta é: c) 20 °C.