UEM 2016 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 8 de Física
Enunciado em texto
Ao observar uma quantidade de água líquida sendo aquecida num recipiente fechado, à pressão atmosférica, é correto afirmar que:
(01) O calor absorvido pela água até a transição de estados denomina-se calor sensível.
(02) A água no estado líquido absorverá calor até uma determinada temperatura, e, a partir daí, ocorrerá uma mudança de estado com a temperatura constante.
(04) Quando ocorrer a transição do estado líquido para o estado de vapor, a entropia irá aumentar.
(08) A transição do estado líquido para o estado de vapor é uma transição irreversível.
(16) De toda a energia absorvida pela água, uma parte dela produzirá um aumento da sua temperatura até um determinado valor, e a outra parte será utilizada para a mudança do estado líquido para o estado de vapor.
(Enunciado: Vestibular UEM 2016 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: descrever, em termos de calor e entropia, o aquecimento da água até a ebulição.
(01) Verdadeira. Calor sensível é o que provoca variação de temperatura, sem mudança de fase: é o recebido pela água até chegar ao ponto de ebulição.
(02) Verdadeira. Ao atingir a temperatura de ebulição (100 °C sob 1 atm), o calor recebido passa a ser usado na vaporização, e a temperatura fica constante enquanto houver líquido.
(04) Verdadeira. Ao vaporizar, a água recebe calor a temperatura constante, e sua entropia aumenta de . O vapor é um estado muito mais desordenado que o líquido.
(08) Falsa. A vaporização, por si só, pode ser revertida: retirando calor, o vapor condensa e volta ao líquido. Feita lentamente, na temperatura de ebulição, é o exemplo clássico de mudança de fase tratada como processo reversível (é assim que se calcula ).
(16) Verdadeira. Parte da energia é calor sensível (aquece até a ebulição) e parte é calor latente (vaporiza).
Atenção: a (08) depende do que se entende por irreversível. Aquecendo a água numa chama, com grande diferença de temperatura, o processo real tem irreversibilidades. Mas a transição de fase líquido ⇄ vapor, em si, pode ser feita nos dois sentidos, e é tratada como reversível na termodinâmica básica.
⚠️ A armadilha: confundir “a entropia aumenta” (verdade para a água que vaporiza) com “o processo é irreversível”: num processo reversível a entropia de uma parte pode aumentar, compensada pela diminuição na fonte de calor.
A ideia em uma frase: até a ebulição o calor é sensível (temperatura sobe); na ebulição é latente (temperatura constante) e a entropia da água aumenta.
Resposta: soma 23 (01 + 02 + 04 + 16).
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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