Calorimetria

No interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível, são misturados 120 g de gelo a −15 °C e 5 g de água líquida a 20 °C. O calorímetro é mantido hermeticamente fechado, à pressão interna de 1,0 atm, condição em que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, os calores específicos do gelo e da água líquida são, respectivamente, 0,5 cal/(g °C) e 1,0 cal/(g °C), e a temperatura de fusão do gelo é 0 °C. É CORRETO concluir, então, que, na situação de equilíbrio térmico, haverá no interior do calorímetro:
a) apenas água líquida, à temperatura acima de 0 °C.
b) água líquida e gelo, à temperatura de 0 °C.
c) apenas gelo, à temperatura de 0 °C.
d) apenas gelo, à temperatura abaixo de 0 °C.
e) apenas água líquida, à temperatura de 0 °C.

Spoiler:

Calor fornecido pela água para virar gelo:

Q = mc∆θ + m.Lf ----> Q = 5*1*(20 - 0) + 5*80 ----> Q = 500 cal

Variação de temperatura do gelo, com este calor

Q = m'.c'.∆θ ----> 500 = 120*0,5*∆θ ----> ∆θ = 25/3 ----> ∆θ ~= 8,3 ºC

Obviamente, teremos apenas gelo, (abaixo de 0 ºC)

A primeira equação está correta?

Q = mc∆θ + m.Lf ----> Q = 5*1*(20 - 0) ----> Q = 100 cal

Pra onde foi o mLf?

Distração minha. Editei em vermelho. A situação não mudou: com o calor fornecido pela água até virar gelo, o gelo original aumentou sua temperatura em 8,3 ºC, indo para - 6,7 ºC (-15 + 8,3).

Devo ressaltar que está NÃO é a tempertura final de equilíbrio θf pois temos dois gelos com temperaturas diferentes

120.0,5,(- 6,7 - θf) = 5*0,5*( θf - 0) ----> 120*(- 6,7 - θf) = 5* θf ----> - 804 - 120* θf = 5* θf ----> 125 θf = 804 ----> θf ~= - 6,4 º C