Dona Amélia é cozinheira e precisa de água a 70 ºC para sua receita. Como não tem um termômetro, decide misturar água fria, que obtém de seu filtro, a 20 ºC, com água fervente. Só não sabe em que proporção deve fazer a mistura. Resolve, então, pedir ajuda a seu filho, um excelente aluno em física. Após alguns cálculos, em que levou em conta o fato de morarem no litoral, e em que desprezou todas as possíveis perdas de calor, ele orienta sua mãe a misturar um copo de 300 mL de água do filtro com uma quantidade de água fervente, em mL, igual a: *
400
300
200
100
500

Supondo que o sistema esteja isolado ( não há trocas de energia com o meio externo) podemos afirmar que o somatório das quantidades de calor envolvidas no processo é igual a zero.

Porém, antes de iniciar a resolução é necessário ter alguns conceitos em mente:

Quantidade de calor sensível: quantidade de calor responsável por produzir variações de temperatura - Q=m·c·ΔT ; onde c é ⇒

Calor específico(c): Quantidade de energia necessária para que 1 g de uma substância sofra uma variação de 1°C. A nível de simplificação podemos considerar c constante para água líquida, seja ela a 100°C ou a 20°C.
Densidade: D=m/v ( relação matemática da densidade) ⇒ m=D·v (Portando podemos descobrir a massa a partir da densidade e do volume da substância pura).

Logo, sabendo que a temperatura final do sistema é de 70°C, temos:

Q1+Q2+0 ⇒ m1·c·ΔT1+m2·c·ΔT=0 ⇒ (D·v1)·c·ΔT1 + (D·v2)·c·ΔT2=0

Perceba que a densidade e o calor específico são iguais paras duas massa de água( a de 100ºC e a de 20ºC). Assim sendo, podemos dividir a equação por esses dois termos resultando em :

v1·ΔT1 + v2·ΔT2=0

Substituindo na equação os valores fornecidos no enunciado:

300·(70-20) + v2·(70-100) ⇒300·50 - v2·30 ⇒ v2=15000/30=500 ml

Obs: observe que não importa as unidades usadas uma vez que elas se "cortarão" no final.

Se tiver qualquer dúvida ou comentário, estou à disposição ;)