ENEM 2016 — questão 83 de Física
Enunciado em texto
"Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica."
PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011.
Do ponto de vista da ciência moderna, os "quatro elementos" descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica.
Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma
a) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material.
b) transmutação nuclear dos elementos químicos do material.
c) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material.
d) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
e) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O enunciado já entrega a tradução: os "quatro elementos" de Platão correspondem às fases sólida, líquida, gasosa e plasma. A pergunta é o que acontece no nível microscópico quando a matéria passa de uma fase para outra (excluído o plasma).
O que muda numa mudança de fase — e o que NÃO muda. Ao derreter ou evaporar, a substância continua sendo a mesma: as moléculas de água continuam sendo no gelo, na água líquida e no vapor. Os átomos não se transformam, não trocam de lugar entre moléculas e não mudam de núcleo.
O que muda é o arranjo espacial e a liberdade de movimento:
• sólido: partículas em posições fixas, arranjo ordenado, só vibram;
• líquido: partículas próximas mas com liberdade para deslizar umas sobre as outras;
• gasoso: partículas afastadas, praticamente livres.
É exatamente a alternativa D: mudança na estrutura espacial formada pelos constituintes.
Por que cada uma das outras é impossível — e todas erram do mesmo jeito, mexendo em algo que fase não mexe:
• A (troca de átomos entre moléculas): isso é reação química. Congelar água não a transforma em outra substância.
• B (transmutação nuclear): mudaria o elemento, exigiria energias milhões de vezes maiores e ocorre em reatores e estrelas, não numa geladeira.
• C (redistribuição de prótons): o número de prótons define o elemento. Mudá-lo seria transmutação de novo.
• E (alteração nas proporções de isótopos): isótopos só mudam por processo nuclear; derreter gelo não altera a proporção de deutério nele.
Repare no padrão das erradas: A é química, B, C e E são nucleares. Nenhuma delas é sobre arranjo — e mudança de fase é só sobre arranjo. Identificado isso, a D se isola sozinha.
Por que o plasma foi excluído da pergunta. No plasma os elétrons são arrancados dos átomos — ali a mudança não é só de arranjo, é de estrutura eletrônica (ionização). O enunciado tira o plasma da conta justamente para que a resposta possa ser "só arranjo". A exceção citada é a prova de que a regra é sobre arranjo.
Nota: este mesmo trecho de Platão aparece na 2ª aplicação do ENEM 2019, e a resposta lá também é sobre fase da matéria — o INEP reaproveita textos entre aplicações.
A ideia em uma frase: mudar de fase é reorganizar as mesmas partículas no espaço — nada de químico e nada de nuclear acontece.
Resposta: alternativa D.
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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