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Rio de Janeiro UFRJ 2004.1 Questão: 7 Física Geral 

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200g de gelo a -20 ºC. Introduz-se, no calorímetro, água a 20ºC. O calor latente de solidificação da água é 80cal/g e os calores específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50cal/g.ºC e 1,0 cal/g.ºC.

Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro.

O valor máximo da massa m de água é aquela para a qual a quantidade de calor cedida pela água, enquanto sua temperatura baixa de 20ºC a 0ºC, adicionada à quantidade de calor cedida pela água durante sua completa solidificação, seja igual à quantidade de calor recebida pelo gelo para que sua temperatura aumente de –20ºC a 0ºC, que será a temperatura de equilíbrio térmico. Assim,



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