Equilíbrio Térmico

Temos 25g de gelo a -5ºC e 100ml de água a 20ºC, qual a temperatura de equilíbrio?
Dados:
densidade da água: 1g/ml

Alguém poderia me explicar como fazer estes cálculos?

Fatarm dados no seu enunciado:

cágua = 1 cal/gºC
cgelo = 0,5 cal/gºC
Lg = 80 cal/g

Calor cedido pela água a 20ºC para chegar a 0 ºC

Qa = 100*1*(20 - 0) ----> Q = 2 000 cal

Calor cedido pelo gelo para virar água a 0 Cº:

Qg = 25*0,5*[0 - (-5)] + 25*80 ----> Qg = 2 062,5 cal

Qg > Qa -----> Apenas parte da água vira gelo ----> Temperatura de Equilíbrio = 0 ºC

Muito obrigado
Só não entendi porque você escolheu 0ºC logo de cara e porque o fato de que Qg > Qa significa que a Temperatura de Equilíbrio é realmente 0ºC

De cara, NÃO dá para saber se:

a) Todo o gelo vira água (a uma certa temperatura acima de 0ºC))
b) Toda a água vira gelo (a uma certa temperatura abaixo de 0 ºC)
c) Parte do gelo vira água
d) Parte da água vira gelo

Caso os itens a, b não sejam corretos, sobram os itens c, d
Se c e d forem corretos a temperatura final será obrigatoriamente 0 ºC (única temperatura em que água e gelo podem estar em equlíbrio)

Logo, eu escolhi inicialmente 0 ºC devido ser a temperatura de fusão do gelo (ou de solidificação da água).

Calculei então quantas calorias deveriam ser retiradas da água para ela chegar a 0 ºC (achei 2000 cal).

Calculei depois quantas calorias deveriam ser fornecidas ao gelo para ele se transformar em água a 0 ºC (2062,5 cal)

Ora, o gelo ainda precisa de 62,5 calorias para virar água. Como a água NÃO tem mais calorias para fornecer, parte da água vai virar gelo.

Dá até para calcular qual é esta quantidade: 62,5 = m*80 ----> m = 0,78125 g

Isto significa que caímos no caso c acima,logo a temperatura final é T = 0 ºC

Muito obrigado pela ajuda! Esse é o primeiro ano que tive física na escola, e estou com algumas dificuldades