questão fuvest

Um pedaço de gelo de 150 g à temperatura de -20 ºC é colocado dentro de uma garrafa térmica contendo 400 g de água à temperatura de 22 ºC.
Considerando a garrafa térmica como um sistema perfeitamente isolado e com capacidade térmica desprezível, pode-se dizer que ao atingir o equilíbrio térmico o sistema no interior da garrafa apresenta-se como:

Dados: calor específico do gelo = 0,50 cal/(g.ºC); calor específico da água = 1,0 cal/(g.ºC); calor de fusão do gelo = 80 cal/g.

a) um líquido a 10,5 ºC.
b) um líquido a 15,4 ºC.
c) uma mistura de sólido e líquido a 0 ºC.
d) um líquido a 0 ºC.
e) um sólido a 0 ºC.


Resposta: alternativa c

Estabelecendo a temperatura de 0°C como referência.

1) Aquecer o gelo até 0°C

Q1=m*c*DT=150*0,5*(0+20)=1500 cal

2) Derreter o gelo

Q2=m*L=150*80=12000 cal

3) Resfriar a água até 0°C

Q3=m*c*DT=400*1*(0-22)=-8800 cal

Qtotal=Q1+Q2+Q3=-4700

Qtotal negativo ---> Água e Gelo ---> Estão a 0°C

Olá! Eu não entendi o porque do calor total ser negativo, sendo que a soma dele dá um valor positivo:
          
             Qtotal= 1500+12000-8800
              Qtotal= +4700

Kelly

Um outro modo de explicar
 
Para o gelo derreter todo ele necessita de  1500 + 12 000 = 13 500 cal

Para a água chegar a 0 ºC ela pode fornecer 8 800 cal

Logo, o calor fornecido pela água não é suficiente para derreter todo o gelo: uma parte do gelo continua sólida