Um bloco de gelo de 100 g a 0 °C é colocado em 300 g de água a 60 °C. Qual será a temperatura final do sistema? a) 0 °C b) 20 °C c) 30 °C d) 40 °C

Para resolver essa questão, podemos usar 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) = 100 g - Temperatura inicial do gelo (T_gelo) = 0 °C - Massa da água (m_agua) = 300 g - Temperatura inicial da água (T_agua) = 60 °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 trocado: - O gelo precisa derreter e depois aquecer até a temperatura final (Tf). - A água vai esfriar até a temperatura final (Tf). 3. Equação de calor: - Calor perdido pela água = Calor ganho pelo gelo - m_agua * c_agua * (T_agua - Tf) = m_gelo * L_fusao + m_gelo * c_agua * (Tf - T_gelo) Substituindo os valores: - 300 * 1 * (60 - Tf) = 100 * 80 + 100 * 1 * (Tf - 0) Resolvendo a equação: - 300 * (60 - Tf) = 8000 + 100 * Tf - 18000 - 300Tf = 8000 + 100Tf - 18000 - 8000 = 300Tf + 100Tf - 10000 = 400Tf - Tf = 25 °C Portanto, a temperatura final do sistema será 25 °C. Como essa opção não está entre as alternativas, a mais próxima e correta é: b) 20 °C.