UEA 2018 — questão 66 de Física
Enunciado em texto
A figura representa parte do diagrama de fases da água.
[Diagrama de fases: Pressão (atm) no eixo vertical, Temperatura (ºC) no horizontal. Três regiões: Sólido (à esquerda), Líquido (em cima) e Gás (embaixo, à direita). A curva de fusão, entre sólido e líquido, é levemente inclinada para a esquerda (sobe para temperaturas menores). A curva de vaporização, entre líquido e gás, sobe para a direita. Na pressão de 1 atm (linha tracejada), a curva de fusão está em 0 ºC e a de vaporização em 100 ºC. As três curvas se encontram num ponto abaixo de 1 atm, um pouco à direita de 0 ºC.]
Com base nas informações da figura, pode-se afirmar que, acima do nível do mar,
(A) a água vaporiza em temperaturas abaixo de 100 ºC.
(B) a água congela em temperaturas abaixo de zero.
(C) a água pode estar líquida em temperaturas negativas.
(D) o gelo funde a 0 ºC e a água vaporiza a 100 ºC.
(E) a água entra em ebulição em temperaturas maiores do que 100 ºC.
(Enunciado e figura: Vestibular UEA 2018, Prova de Conhecimentos Gerais — UEA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com as mudanças de fase da água em lugares acima do nível do mar, usando o diagrama.
Passo 1 — o que muda com a altitude. Acima do nível do mar, a pressão atmosférica é menor que 1 atm. No diagrama, isso é andar para baixo da linha tracejada de 1 atm.
Passo 2 — a ebulição. A curva líquido–gás sobe para a direita. Descendo abaixo de 1 atm, ela é cruzada numa temperatura menor que 100 ºC: em lugares altos, a água ferve abaixo de 100 ºC. É a alternativa A.
Passo 3 — a fusão. A curva sólido–líquido da água é inclinada para a esquerda (anomalia da água). Descendo abaixo de 1 atm, ela é cruzada um pouco acima de 0 ºC: o gelo funde (e a água congela) a uma temperatura ligeiramente maior que 0 ºC, e não menor.
Por que não as outras: (B) e (C) valeriam para pressões maiores que 1 atm, onde a curva de fusão está à esquerda de 0 ºC. (D) 0 ºC e 100 ºC são os valores para exatamente 1 atm, ao nível do mar. (E) ebulição acima de 100 ºC exige pressão maior que 1 atm, como numa panela de pressão.
⚠️ A armadilha: generalizar a anomalia da água e pensar que, com menos pressão, tudo acontece “mais frio”. Para a ebulição é verdade; para a fusão da água é o contrário: menos pressão, temperatura de fusão um pouco maior.
A ideia em uma frase: subir a montanha baixa a pressão, e com ela a temperatura de ebulição: a água ferve abaixo de 100 ºC.
Resposta: alternativa A (vaporiza abaixo de 100 ºC).
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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