Num dia de calor, em que a temperatura ambiente era de , João pegou um copo com volume de de refrigerante a temperatura ambiente e mergulhou nele dois cubos de gelo de massa cada um. Se o gelo estava a temperatura de e derreteu-se por completo e supondo que o refrigerante tem o mesmo calor específico que a água, a temperatura final da bebida de João ficou sendo aproximadamente de :
calor específico da água = $4,18 \ kJ/kg K$
calor específico do gelo $= 2,05 \ kJ/kg K$
calor latente de fusão da água $= 333,5 \ kJ/kg$
Admitindo a situação como um sistema termicamente isolado, ou seja, não existe troca de calor com ambiente externo ao sistema, temos:\begin{matrix}
Q_{\text{recebido}} + Q_{\text{cedido}} = 0 &\Rightarrow& Q_{\text{bebida}} + Q_{\text{fusão}} + Q_{\text{gelo}} = 0
\end{matrix}Nesse contexto, o enunciado informa que todo gelo foi derretido, o que equivale a $0,03 \ \pu{kg}$ (são dois cubos), assim como a massa da bebida equivale a $0,2 \ \pu{kg}$. Atente que, podemos realizar algumas simplificações em prol de facilitar as contas, como por exemplo: \begin{matrix} 4,18 \approx 4 &,& 2,05 \approx 2 &,& 333,5 \approx 330
\end{matrix}Então a partir dessas aproximações um pouco grosseiras, podemos escrever: \begin{matrix}
Q_{\text{bebida}} &=& 0,2 \cdot 4 \cdot (T - 30) \\
Q_{\text{fusão}} &=& 0,03 \cdot 330 \\
Q_{\text{gelo}} &=& 0,0,3 \cdot 2 \cdot (T + 4) \\ \hline
0 &=& 0,2 \cdot 4 \cdot (T - 30) + 0,03 \cdot 330 + 0,0,3 \cdot 2 \cdot (T + 4)
\end{matrix}Não é difícil encontrar: $\boxed{T \approx 16\ \pu{^{\circ}C}}$\begin{matrix}Letra \ (A)
\end{matrix}
