Ed
há 2 anos
Para resolver essa questão, precisamos considerar as trocas de calor entre o gelo e a água. O gelo a -10 °C precisa ser aquecido até 0 °C, e depois derretido, enquanto a água a 25 °C vai esfriar até a temperatura final do sistema. 1. Aquecimento do gelo de -10 °C a 0 °C: - Calor necessário (Q1) = m * c * ΔT - m (massa do gelo) = 250 g (considerando que o bloco de gelo tem a mesma massa da água para simplificar) - c (calor específico do gelo) = aproximadamente 2,09 J/g°C - ΔT = 0 - (-10) = 10 °C - Q1 = 250 g * 2,09 J/g°C * 10 °C = 5225 J 2. Fusão do gelo a água a 0 °C: - Calor necessário (Q2) = m * L - L (calor de fusão do gelo) = 334 J/g - Q2 = 250 g * 334 J/g = 83500 J 3. Resfriamento da água de 25 °C até a temperatura final (Tf): - Calor perdido (Q3) = m * c * ΔT - m (massa da água) = 250 g - c (calor específico da água) = 4,18 J/g°C - ΔT = 25 - Tf - Q3 = 250 g * 4,18 J/g°C * (25 - Tf) Agora, igualamos as trocas de calor: Q1 + Q2 = Q3 5225 J + 83500 J = 250 g * 4,18 J/g°C * (25 - Tf) 88725 J = 1045 J/°C * (25 - Tf) Dividindo ambos os lados por 1045 J/°C: 25 - Tf = 84,91 Tf = 25 - 84,91 = -59,91 °C (o que não faz sentido, pois a temperatura não pode ser negativa nesse contexto). Portanto, a temperatura final do sistema será 0 °C, pois o gelo derreterá e a água não pode esfriar abaixo de 0 °C. Assim, a resposta correta é: a) 0 °C.
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