EEAR 2024 (CFS 2) — questão 82 de Física
Enunciado em texto
A figura a seguir representa um diagrama de fases de uma amostra de uma substância pura. As linhas tracejadas no gráfico representam quatro diferentes transformações isobáricas (A, B, C e D) que essa amostra sofreu.
Assinale a alternativa que indica corretamente a transformação em que essa amostra, durante a fase em que se encontra líquida, absorveu maior quantidade de calor.
a) A
b) B
c) C
d) D
[Gráfico: diagrama de fases P (Pa) × T (°C). Do ponto triplo saem três curvas: uma para baixo e para a esquerda (sublimação); uma para cima e para a esquerda, inclinada para trás (fusão); e uma para cima e para a direita, cada vez mais íngreme (vaporização). Quatro retas horizontais tracejadas, acima do ponto triplo, cruzam as curvas de fusão e de vaporização; de cima para baixo: A, B, C e D, sendo D a mais próxima do ponto triplo.]
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2024 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual das isobáricas a amostra, enquanto líquida, recebe mais calor.
Passo 1 — onde está o líquido. No diagrama, o líquido é a região entre a curva de fusão (à esquerda) e a de vaporização (à direita). Numa isobárica, a amostra é líquida desde a temperatura de fusão até a de ebulição.
Passo 2 — o calor na fase líquida é calor sensível:
A massa e o calor específico são os mesmos; ganha quem tem o maior ΔT, ou seja, o trecho líquido mais largo.
Passo 3 — comparar as larguras. A curva de fusão se inclina para a esquerda (como a da água): quanto maior a pressão, menor a temperatura de fusão. A curva de vaporização vai para a direita: quanto maior a pressão, maior a temperatura de ebulição. Assim, subindo de D para A, o trecho líquido se alarga dos dois lados. O maior intervalo é o da isobárica A.
⚠️ A armadilha: marcar a D, mais perto do ponto triplo, onde o trecho líquido é o mais estreito. Outro erro é contar o calor das mudanças de fase: a questão pergunta só o calor recebido enquanto a amostra está líquida.
A ideia em uma frase: calor no líquido é mcΔT, e no diagrama o maior ΔT do líquido está na isobárica mais alta, onde fusão e ebulição ficam mais afastadas.
Resposta: alternativa A.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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