Mistura-se 1 litro de água a 20 °C com 3 litros de água com 60 °C. Considerando a lei zero da termodinâmica, o que deverá ocorrer com a mistura?

Pela lei zero da termodinâmica, quando dois corpos (ou porções de matéria) estão em contato térmico e não estão em equilíbrio térmico (isto é, têm temperaturas diferentes), ocorre troca de calor até atingirem uma mesma temperatura final (equilíbrio térmico).

• Temos 1 L de água a $20\,^{\circ}C$ (mais fria) e 3 L de água a $60\,^{\circ}C$ (mais quente).
• Como $60 > 20$, o calor flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, ou seja, da água a $60\,^{\circ}C$ para a água a $20\,^{\circ}C$.
• No final, as duas porções ficam em equilíbrio térmico, com uma temperatura comum.

Sem considerar perdas de calor para o ambiente (mistura ideal), essa temperatura final precisa ficar entre $20\,^{\circ}C$ e $60\,^{\circ}C$ (não pode ficar maior que a maior nem menor que a menor, pois isso violaria o sentido natural da troca de calor e a conservação de energia).

Logo, a descrição correta é: troca de calor do mais quente para o mais frio e temperatura final intermediária.

Alternativa correta: (B).