Em uma atividade de campo, estudantes compararam a ebulição da água em duas cidades brasileiras. Ao nível do…
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 atividade de campo, estudantes compararam a ebulição da água em duas cidades brasileiras. Ao nível do mar, a água entrou em ebulição a 100 °C; em uma cidade situada a 3.000 m de altitude, isso ocorreu a 90 °C. A ebulição acontece quando a pressão do vapor da água se iguala à pressão exercida sobre sua superfície. Com base nos dados e na condição apresentada no texto, assinale a alternativa que explica por que a temperatura de ebulição da água diminui em maiores altitudes.
- A) A maior altitude aumenta a quantidade de calor necessária para a água atingir a ebulição.
- B) A água localizada em maiores altitudes apresenta menor quantidade de moléculas em sua composição.
- C) A temperatura de ebulição diminui em maiores altitudes porque a água recebe menos radiação solar.
- D) A menor pressão atmosférica em maiores altitudes é atingida pela água a uma temperatura mais baixa.
- E) A menor altitude reduz a pressão de vapor necessária para a água atingir a ebulição.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Os dados do enunciado mostram que a água ferve a 100 °C ao nível do mar e a 90 °C a 3.000 m de altitude. Ou seja, quanto maior a altitude, menor a temperatura de ebulição.
- O enunciado diz que a ebulição ocorre quando a pressão do vapor da água se iguala à pressão exercida sobre a superfície do líquido. Essa pressão externa é a pressão atmosférica, que diminui com a altitude, porque há menos camadas de ar acima do lugar.
- Como a pressão externa é menor, a água precisa de uma pressão de vapor menor para ferver, e isso acontece em uma temperatura mais baixa. Por isso a alternativa D explica corretamente o fenômeno, embora a redação seja um pouco confusa: o correto é que a menor pressão atmosférica faz a água ferver a uma temperatura mais baixa.
- A alternativa A está errada, pois a altitude não aumenta o calor necessário; ao contrário, a água ferve com menos energia térmica.
- A alternativa B está errada, pois a temperatura de ebulição não depende do número de moléculas de água presentes.
- A alternativa C está errada, pois a radiação solar não determina o ponto de ebulição; o fator decisivo é a pressão sobre a superfície.
- A alternativa E está errada, pois a menor altitude aumenta a pressão atmosférica, e não reduz a pressão de vapor necessária; a pressão de vapor necessária é igual à pressão externa, que é maior ao nível do mar.
- Conclusão: a resposta correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere a relação entre pressão atmosférica e temperatura de ebulição.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, em altitudes maiores, a água precisa absorver mais calor para ferver, confundindo a ideia de dificuldade de aquecer com a condição de ebulição. Ele associa menor temperatura de ebulição a maior necessidade de energia.
Por que engana: Confundir a relação entre pressão e temperatura, acreditando que a temperatura de ebulição é a mesma em qualquer altitude.
O aluno supõe que a quantidade de moléculas de água determina a temperatura de ebulição, ignorando que o fator decisivo é a pressão externa. Ele também pode ter confundido a massa de água com a propriedade física analisada.
O aluno usa a intuição do dia a dia de que o sol aquece mais ao nível do mar e supõe que a radiação solar controla a ebulição. Ele não relaciona a ebulição à pressão sobre o líquido, que é o critério dado no enunciado.
A ebulição ocorre quando a pressão de vapor da água se iguala à pressão externa. Como a pressão atmosférica é menor em maiores altitudes, essa igualdade é alcançada a uma temperatura mais baixa, como os 90 °C observados a 3.000 m.
O aluno inverte a relação entre altitude e pressão, imaginando que ao nível do mar a pressão de vapor exigida é menor. Ele não percebe que a pressão atmosférica é maior ao nível do mar, e por isso a pressão de vapor necessária também é maior.
Raio-X da questão
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pressão atmosférica · temperatura de ebulição
Revisar como a pressão atmosférica afeta a temperatura de ebulição.
Confundir a relação entre pressão e temperatura, acreditando que a temperatura de ebulição é a mesma em qualquer altitude.
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pensamento_critico
cientifico
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