UEM 2017 (Inverno) — questão 31 de Física
Enunciado em texto
O quadro abaixo apresenta o calor específico e os calores latentes e temperaturas de fusão e de ebulição da água e do etanol, a uma pressão de 1atm.
| Substância | Água | Etanol |
|---|---|---|
| c, líquido (cal/g·°C) | 1,0 | 0,6 |
| L fusão (cal/g) | 80 | 25 |
| L ebulição (cal/g) | 540 | 204 |
| T fusão (°C) | 0 | −114 |
| T ebulição (°C) | 100 | 78 |
Tomando por base esse quadro, assinale o que for correto.
(01) À temperatura de –10ºC, a água encontra-se no estado sólido, e o etanol, no estado líquido.
(02) À temperatura de 90ºC, a água e o etanol encontram-se no estado líquido.
(04) Precisa-se de menos energia para transformar 1g de gelo em água (líquida) do que para transformar 1g de etanol no estado líquido para o estado gasoso.
(08) Na fase líquida, necessita-se de menos energia para elevar a temperatura de 1g de água em 1ºC do que para elevar a temperatura de 1g de etanol em 1ºC.
(16) Misturando-se 100g de água a 60ºC com 100g de etanol a 20ºC, a mistura atinge uma temperatura de equilíbrio de 35ºC.
(Enunciado: Vestibular UEM 2017 (Inverno) — 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: ler o quadro para decidir estados físicos e comparar energias, e fazer um balanço de calor.
(01) Verdadeira. A água funde a 0 °C: a −10 °C é gelo. O etanol funde a −114 °C e ferve a 78 °C: a −10 °C está entre os dois, líquido.
(02) Falsa. A água sim (90 °C < 100 °C), mas o etanol ferve a 78 °C: a 90 °C ele é vapor.
(04) Verdadeira. Fundir 1 g de gelo (já a 0 °C) custa 80 cal; vaporizar 1 g de etanol líquido (já a 78 °C) custa 204 cal. 80 < 204.
(08) Falsa. Para a água, 1,0 cal; para o etanol, 0,6 cal. A água precisa de mais energia (tem o maior calor específico).
(16) Falsa. Sem perdas, o calor cedido pela água é o recebido pelo etanol (nenhum dos dois muda de fase entre 20 °C e 60 °C):
⚠️ A armadilha: na (16), achar que a temperatura final fica perto da média (40 °C) ou abaixo dela. Com massas iguais, a final fica mais perto da temperatura de quem tem o maior calor específico: a água, a 60 °C. Por isso dá 45 °C.
A ideia em uma frase: o quadro diz o estado em cada temperatura e quanto custa cada mudança; no equilíbrio, calor cedido = calor recebido.
Resposta: soma 05 (01 + 04).
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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