Caderno de Exercícios | Física

Quero resfriar um copo com 200 ml de refrigerante (massa de 200 g, calor específico c = 1 cal/g.°C) inicialmente a 20 °C. Para tanto disponho de cubos de gelo de 25 g cada, a 0 °C (Lf = 80 cal/g). O copo é considerado como um calorímetro ideal.
Considere as três situações experimentais:
Situação I: Adição de 1 cubo de gelo.
Situação II: Adição de 2 cubos de gelo.
Situação III: Adição de 3 cubos de gelo.
Com base nos princípios da calorimetria, assinale a alternativa que descreve corretamente o estado final do sistema:

a) Na Situação I, o gelo derrete completamente e a temperatura final de equilíbrio é de 0 °C, restando 225 g de líquido no copo.
b) Na Situação II, o calor cedido pelo refrigerante é exatamente igual ao calor necessário para a fusão total do gelo, resultando em equilíbrio a 0 °C com apenas líquido no copo.
c) Na Situação III, o equilíbrio ocorre a 0 °C, restando uma mistura bifásica contendo 225 g de refrigerante/água líquida e 50 g de gelo não fundido.
d) Em todas as situações (I, II e III), a temperatura final de equilíbrio será de 0 °C, variando apenas a massa de gelo restante.
e) Na Situação II, a temperatura final será de 10 °C, pois a massa de gelo (50 g) é insuficiente para baixar a temperatura do refrigerante até o ponto de fusão.