ENEM 2021 — questão 93 de Física
Enunciado em texto
O alcoolômetro Gay Lussac é um instrumento destinado a medir o teor de álcool, em porcentagem de volume (v/v), de soluções de água e álcool na faixa de 0 °GL a 100 °GL, com divisões de 0,1 °GL. A concepção do alcoolômetro se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro. A escala do instrumento é aferida a 20 °C, sendo necessária a correção da medida, caso a temperatura da solução não esteja na temperatura de aferição. É apresentada parte da tabela de correção de um alcoolômetro, com a temperatura.
Tabela de correção do alcoolômetro com temperatura 20 °C — Leitura da temperatura (°C): 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25. Para 35 °GL: 35,0 | 34,6 | 34,2 | 33,8 | 33,4 | 33,0. Para 36 °GL: 36,0 | 35,6 | 35,2 | 34,8 | 34,4 | 34,0.
É necessária a correção da medida do instrumento, pois um aumento na temperatura promove o(a)
a) aumento da dissociação da água.
b) aumento da densidade da água e do álcool.
c) mudança do volume dos materiais por dilatação.
d) aumento da concentração de álcool durante a medida.
e) alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: por que a leitura de um alcoolômetro precisa ser corrigida quando a solução não está a 20 °C.
Passo 1 — entender o instrumento. O enunciado entrega isso de graça: o alcoolômetro "se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro". Ou seja: ele é um flutuador. Ele afunda até que o empuxo equilibre o peso dele:
Como a massa do instrumento é fixa, quanto menos denso o líquido, mais fundo ele afunda. A escala em °GL é, na verdade, uma escala de densidade disfarçada: mais álcool → menos denso → afunda mais.
Passo 2 — o que o aquecimento faz. Aqueça a solução: a massa continua exatamente a mesma (nada evaporou, nada foi acrescentado), mas o volume aumenta por dilatação térmica. E densidade é massa dividida por volume:
O líquido fica menos denso. O instrumento afunda mais. E afundar mais, na escala dele, significa "mais álcool" — só que não entrou álcool nenhum.
Passo 3 — conferir na tabela do enunciado. É exatamente isso que ela diz. Uma leitura de 35 °GL feita a 25 °C corresponde de fato a 33,0 °GL:
A tabela não corrige um erro de fabricação: ela desfaz um efeito físico, a dilatação.
A ideia em uma frase: a composição não mudou — mudou o volume, e com ele a densidade que o flutuador lê.
Resposta: alternativa C (mudança do volume dos materiais por dilatação).
Por que as outras caem:
(A) a dissociação da água não tem papel nenhum na flutuação de um corpo; empuxo depende de densidade, não de íons.
(B) está de cabeça para baixo: aquecer diminui a densidade, não aumenta. Se aumentasse, o instrumento afundaria menos e a leitura cairia — o oposto do que a tabela mostra.
(D) a concentração de álcool é a mesma antes e depois de aquecer — a proporção álcool/água não muda por causa da temperatura. É justamente por isso que a correção é possível: existe um valor verdadeiro para recuperar.
(E) não há reação química nenhuma. Água e álcool aquecidos alguns graus continuam água e álcool.
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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