Em uma aula de Física, estudantes aqueceram uma amostra de água pura, inicialmente líquida, em um recipiente…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física, estudantes aqueceram uma amostra de água pura, inicialmente líquida, em um recipiente aberto ao nível do mar. O aquecedor forneceu energia com potência constante. No registro obtido, a temperatura subiu de 20 °C até 100 °C e, durante vários minutos, permaneceu constante em 100 °C, embora o aquecedor continuasse ligado. Ao final desse intervalo, a quantidade de líquido havia diminuído e observava-se a formação de vapor. Considerando o comportamento da temperatura e as condições do experimento, qual fenômeno explica o intervalo em que a temperatura permaneceu constante?
- A) A amostra está passando do estado líquido para o gasoso, com a energia recebida usada na mudança de fase.
- B) A amostra passa do estado gasoso para o líquido, liberando energia para o ambiente.
- C) A amostra permanece no estado líquido, recebendo energia para elevar sua temperatura.
- D) A amostra passa do estado sólido para o líquido, absorvendo energia durante a transformação.
- E) A amostra não recebe energia suficiente, por isso sua temperatura permanece constante.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o contexto. A água pura, em recipiente aberto ao nível do mar, sob pressão atmosférica normal, tem ponto de ebulição de 100 °C. O enunciado diz que a temperatura subiu de 20 °C até 100 °C e depois ficou constante, mesmo com o aquecedor ligado.
- Analise o intervalo de temperatura constante. Como o aquecedor continua fornecendo energia com potência constante, a energia não está sendo perdida nem deixando de chegar. Se ela não aparece como aumento de temperatura, ela está sendo usada em outra finalidade.
- Relacione com as observações finais. Ao final desse intervalo, a quantidade de líquido diminuiu e surgiu vapor. Isso mostra que a água está mudando do estado líquido para o gasoso, ou seja, está ocorrendo a ebulição (vaporização).
- Conclua. Na mudança de fase, a energia absorvida é usada para romper as ligações entre as moléculas e transformar líquido em vapor, e não para aumentar a temperatura. Por isso a temperatura permanece constante em 100 °C. A alternativa A descreve exatamente isso.
- Verifique as demais. B está errada porque a passagem de gasoso para líquido é condensação, que ocorre com liberação de energia e não corresponde ao que foi observado. C está errada porque, se a amostra apenas recebesse energia e permanecesse líquida, sua temperatura subiria. D está errada porque a fusão (sólido para líquido) não é o fenômeno observado, já que a amostra estava líquida desde o início. E está errada porque o aquecedor continua ligado e fornece energia com potência constante, então não há falta de energia.
💡 Dica: Considere as propriedades térmicas da substância em questão.
Alternativa por alternativa
Ao nível do mar, a água pura entra em ebulição a aproximadamente 100 °C. Durante a mudança de fase, a energia fornecida não aumenta a temperatura; ela é utilizada para separar as moléculas e transformar o líquido em vapor. A diminuição da quantidade de líquido e a formação de vapor confirmam esse processo.
O aluno confunde o sentido da mudança de fase, tomando a formação de vapor como se fosse condensação, e imagina que a água perde energia para o ambiente.
Por que engana: Confundir o estado líquido com o estado gasoso ao interpretar o aumento linear da temperatura sem considerar a mudança de fase.
O aluno acredita que, enquanto a água recebe calor, sua temperatura deve sempre subir, ignorando que a energia pode ser usada na mudança de estado.
O aluno associa qualquer transformação com absorção de calor a fusão e ignora que a amostra já estava no estado líquido desde o início do aquecimento.
O aluno pensa que temperatura constante significa falta de energia, apesar de o aquecedor estar ligado com potência constante, usando o senso comum de que parar de esquentar indica que o aquecimento acabou.
Raio-X da questão
mudança de estado físico
avaliacao
mudança de estado físico · temperatura e calor
Revisar os estados físicos da matéria e suas transições.
Confundir o estado líquido com o estado gasoso ao interpretar o aumento linear da temperatura sem considerar a mudança de fase.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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