Para a realização deste exercício é necessário conhecer a capacidade térmica mássica do ferro.
Conhecendo a fórmula do calor específico:
$$ E = mc\Delta\theta \Leftrightarrow \Delta\theta = \frac{E}{mc} $$É possível deduzir que o gráfico da figura 2 apresenta uma função cuja variável dependente é $\Delta\theta$, a variável independente é $E$ e o declive é $\frac{1}{mc}$. Daqui, a partir do cálculo do seu declive é possível descobrir a capacidade térmica mássica do ferro.
$$ \alpha = \frac{1}{mc} \Leftrightarrow \frac{1}{mc}= \frac{10,0-0}{2246-0} \Leftrightarrow \frac{1}{0,5 \times c} \approx 4,45 \times 10^{-3} \Leftrightarrow c \approx 449 ~\mathrm{J ~Kg}^{-1 \circ}\mathrm{C}^{-1} $$
Este trata-se de um sistema isolado, ou seja, não ocorrem trocas de energia com o exterior, sendo a variação de energia interna do sistema nula. Consequentemente, toda a energia libertada na forma de calor pelo ferro que arrefece é utilizada no aquecimento da água.
$$ \Delta U = Q_{\mathrm{Fe}} + Q_{\mathrm{H_2O}} \Leftrightarrow 0 = m_{\mathrm{H_2O}}c_{\mathrm{H_2O}}\Delta\theta_{\mathrm{H_2O}} + m_{\mathrm{Fe}}c_{\mathrm{Fe}}\Delta\theta_{\mathrm{Fe}} \Leftrightarrow $$$$ \Leftrightarrow 0 = 1,50 \times 4,18 \times 10^3 (\theta_e - 20,0) + 0,85 \times 449 (\theta_e - 70,0) \Leftrightarrow $$$$ \Leftrightarrow \theta_e \approx 22,9^\circ \mathrm{C} $$Resposta: A temperatura de equilíbrio é de 22,9°C.