A água, ao ser congelada, expande-se e ocupa mais volume. Por que isso ocorre a nível molecular?
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A água, ao ser congelada, expande-se e ocupa mais volume. Por que isso ocorre a nível molecular?
- A) As moléculas se aproximam.
- B) A estrutura hexagonal ocupa mais espaço.
- C) As moléculas se rearranjam, mas não alteram volume.
- D) As moléculas se tornam mais densas.
- E) A água se transforma em vapor.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Na água líquida, as moléculas estão mais próximas e se unem por ligações de hidrogênio que se formam e se rompem o tempo todo, o que permite um arranjo mais compacto. Passo 2: Ao congelar, a temperatura cai e as ligações de hidrogênio se estabilizam, organizando as moléculas em uma rede cristalina com geometria hexagonal, na qual cada molécula se liga a outras quatro em posições fixas. Passo 3: Essa rede hexagonal é aberta e deixa espaços vazios entre as moléculas, por isso o gelo ocupa mais volume que a mesma massa de água líquida. Como a massa se mantém e o volume aumenta, a densidade diminui, e é por isso que o gelo flutua. Passo 4: Análise das alternativas erradas. A) Está errada porque, no congelamento, as moléculas se afastam e não se aproximam; a aproximação ocorre na transição de sólido para líquido e de líquido para gás em outros contextos. C) Está errada porque o enunciado afirma que o volume aumenta, e a própria mudança de arranjo é a causa desse aumento. D) Está errada porque a densidade diminui ao congelar, e não aumenta. E) Está errada porque a mudança para vapor é vaporização, um processo diferente do congelamento, e não explica a expansão do gelo. Gabarito oficial B: concordo, pois a estrutura hexagonal aberta, com seus espaços vazios, é a explicação molecular correta para a expansão.
💡 Dica: Considere a estrutura molecular da água e suas interações.
Alternativa por alternativa
O aluno imagina que, ao esfriar, as moléculas se juntam mais e por isso o volume aumentaria, confundindo a aproximação das moléculas com a organização no estado sólido.
Por que engana: Confundir a aproximação das moléculas com a expansão do volume, acreditando que elas se tornam mais densas ao congelar.
A estrutura hexagonal aumenta o volume ocupado.
O aluno aceita que as moléculas mudam de arranjo, mas acredita que isso não afeta o espaço ocupado, desconsiderando que um arranjo mais aberto ocupa mais volume.
O aluno associa a expansão a uma ideia de compactação e conclui que a densidade aumenta, quando na verdade a mesma massa passa a ocupar mais espaço e a densidade cai.
O aluno confunde congelamento com vaporização, supondo que a expansão da água se deve à formação de vapor, que é outro processo de mudança de estado.
Raio-X da questão
expansão da água ao congelar
diagnostico
estrutura molecular da água
Revisar a estrutura molecular da água e suas propriedades físicas.
Confundir a aproximação das moléculas com a expansão do volume, acreditando que elas se tornam mais densas ao congelar.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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