Calcule a energia necessária para vaporizar completamente 50,0 g de H2O(l) a 100,0 °C. Dados: ?Hvap(H2O) =…
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
Calcule a energia necessária para vaporizar completamente 50,0 g de H2O(l) a 100,0 °C. Dados: ?Hvap(H2O) = 40,65 kJ·mol?¹; massa molar H2O = 18,02 g·mol?¹. Considere mudança de fase sem variação de temperatura.
- A) ˜113 kJ
- B) A energia para vaporizar é 20 kJ devido a baixa massa.
- C) São 200 kJ, calculado como 50 g vezes ?Hvap.
- D) A energia necessária é 40,65 kJ, pois é o valor de ?Hvap.
- E) A energia é de 5 kJ, considerando pressão ambiente.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza pedida. A questão pede a energia (calor) necessária para vaporizar uma amostra de água a 100,0 °C, sem variação de temperatura. Nessa mudança de fase, a energia envolvida é q = n x ΔHvap, em que n é o número de mols da amostra.
- Converta a massa em mols. n = 50,0 g / 18,02 g/mol, o que dá aproximadamente 2,775 mol de H2O.
- Calcule a energia. q = 2,775 mol x 40,65 kJ/mol, o que dá aproximadamente 112,8 kJ, ou seja, cerca de 113 kJ. Essa é a alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais alternativas. A alternativa B está errada porque a energia depende da quantidade de matéria, e a massa de 50 g não é 'baixa' a ponto de reduzir o valor de forma arbitrária. A alternativa C está errada porque ΔHvap é dado por mol, e não por grama, então a multiplicação direta pela massa em gramas não tem sentido físico. A alternativa D está errada porque 40,65 kJ é a energia para vaporizar apenas 1 mol, e não a amostra inteira de 50 g. A alternativa E está errada porque a pressão ambiente já está implícita no valor tabelado de ΔHvap e não há dado que justifique o valor de 5 kJ.
- Conclusão: a resposta correta é a alternativa A, cerca de 113 kJ, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de H2O e multiplique pela entalpia de vaporização.
Alternativa por alternativa
n = 50,0/18,02 = 2,77 mol; Q = n·?Hvap = 2,77·40,65 kJ = 112,8 kJ ˜ 113 kJ.
Acredita que uma massa pequena faz a energia de vaporização cair de forma proporcional, sem relacionar essa energia à quantidade de matéria e ao valor de ΔHvap por mol.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia necessária com a entalpia de vaporização, utilizando o valor de ?Hvap diretamente sem considerar a quantidade de mols.
Multiplica diretamente a massa em gramas pelo ΔHvap, que é dado por mol, sem converter a massa em número de mols usando a massa molar.
Toma o valor molar de ΔHvap como se fosse a energia total da amostra, esquecendo de multiplicar pelo número de mols contidos em 50,0 g.
Supõe que a condição de pressão ambiente altera de forma significativa a energia e chega a um valor muito pequeno, sem usar os dados fornecidos de ΔHvap e massa molar.
Raio-X da questão
vaporização da água
avaliacao
cálculo de energia de vaporização · massa molar de substâncias
Revisar cálculos de entalpia de vaporização e conversão de massa para mols.
O aluno pode confundir a energia necessária com a entalpia de vaporização, utilizando o valor de ?Hvap diretamente sem considerar a quantidade de mols.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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