Misturam-se 200 g de água a
com 150 g de gelo a
a) Qual será a temperatura de equilíbrio?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de calorimetria! A gente tem 200 g de água a
e 150 g de gelo a
. Queremos saber qual será a temperatura de equilíbrio quando eles se misturarem. Para isso, vamos usar conceitos de transferência de calor, calor específico e calor de fusão.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quanto calor o gelo precisa para aquecer de
até
. A fórmula é:
Onde:
-
-
-
(de até )
Calculando:
Passo 3
Agora, vamos calcular o calor necessário para derreter esse gelo a
. A fórmula é:
Onde:
Calculando:
Passo 4
Somando os dois calores, o gelo precisa de:
Passo 5
Agora, vamos ver quanta energia a água pode liberar ao esfriar de
até a temperatura final
. A fórmula é:
Onde:
Se assumirmos que
:
Passo 6
Comparando
com
, vemos que a água não tem calor suficiente para aquecer e derreter todo o gelo.
Resposta
A temperatura de equilíbrio será
.