Resposta:
Para estabelecermos uma equação para o equilíbrio térmico, vamos antes comparar os calores cedido e absorvido pela água líquida da garrafa, ao descer a zero graus e pelo gelo usado para derreter (quando o mesmo eleva a temperatura a zero graus), respectivamente.
Q₍₁₎ = 400.1,0. (0-22) = 8.800 cal (é o calor cedido pela água do recipiente).
Q₍ₙ₎ = 150.0,5. (0-(-20) + 150.80 = 13.500 cal (é o calor necessário à fusão completa do gelo).
- Como Q₍ₙ₎ > Q₍₁₎ , então entende-se que mesmo todo o calor cedido pela água da garrafa é menor do que o necessário para fundir todo o gelo, logo, pelo menos uma certa quantidade de gelo continuará nesse estado atingindo o equilíbrio térmico.
Da mesma forma, vamos calcular o quanto de calor cedido pela água do recipiente transforma-a em gelo:
Q₍₂₎ = 400.1,0. (0-22) + 400.80 = 40.800 cal (é o calor cedido por toda a massa de água da garrafa para congelar-se).
- Como Q₍₂₎ > Q₍ₙ₎ , então também nem todo o calor cedido pela água líquida da garrafa para congelar é absorvido pelo pedaço de gelo de forma a tudo permanecer gelo no equilíbrio térmico.
Logo, entende-se que parte do sistema fica em forma líquida e parte em gelo, a zero graus.
Obs: Cálculo do Calor Latente
Q= 150.80 = 12.000 cal ( do gelo)
Q = 400.80= 32.000 cal ( da água)
Alternativa C.
Explicação:
Espero ter ajudado!
