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Resposta: θ = 64,8 °C
Explicação: Olá, tudo bem?
Essa é uma questão bem clássica de equilibro térmico, envolvendo calorímetro com capacidade térmica não desprezível.
Para resolver usaremos a expressão:
Q(calorímetro) + Q(água) + Q(ferro) = 0
Q(calorímetro) = C.Δθ (onde C = capacidade térmica)
Q(água) = m.c.Δθ
Q(ferro) = m.c.Δθ
C calorímetro = 10cal/°C
θo(calorímetro) = 20° (igual á temperatura da água)
m (ferro) = 400g
c (ferro) = 0,1 cal/g°C
θo(ferro) = 300°C
m (água) = 200g
c (água) = 1 cal/g°C
θo (água) = 20°C
________________________________________________________
Q(calorímetro) + Q(água) + Q(ferro) = 0
10.(θ-20) + 200.1.(θ-20) + 400.0,1.(θ-300) = 0
10θ - 200 + 200θ-4000 + 40(θ-300) = 0
10θ - 200 + 200θ-4000 + 40θ -12000 = 0
250θ -16200 = 0
250θ = 16200
θ = 64,8 °C
Lembrete: A temperatura de equilíbrio sempre deve ser maior que a menor temperatura envolvida e menor que a maior temperatura envolvida.