Ao aquecer gelo puro (H2O(s)) sob 1 atm a 0 °C, qual mudança de estado ocorre? Escreva a equação química da…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Ao aquecer gelo puro (H2O(s)) sob 1 atm a 0 °C, qual mudança de estado ocorre? Escreva a equação química da transformação e explique sucintamente o que acontece com a energia e com a temperatura durante o processo.
- A) O valor de R sempre deve ser usado como 0,0821 L·atm·K–1·mol–1.
- B) A equação de Clausius–Clapeyron não se aplica a mudanças de fase.
- C) ?Hvap é 10,0 kJ·mol–1 para todas as substâncias em qualquer temperatura.
- D) A pressão de vapor é sempre maior em temperaturas mais baixas.
- E) Fusão: H2O(s) ? H2O(l). Absorve entalpia (?Hfus>0); a temperatura permanece˜0 °C enquanto a fusão ocorre.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identificar a mudança. Gelo puro a 1 atm e 0 °C está na temperatura normal de fusão da água sob essa pressão, então o sólido passa para líquido, ou seja, ocorre a fusão. A equação é H2O(s) → H2O(l).
- Energia. Para romper parte do arranjo cristalino das ligações de hidrogênio e permitir que as moléculas se movam mais livremente, o sistema precisa absorver energia. Por isso a fusão é endotérmica, com ΔHfus > 0.
- Temperatura. Enquanto gelo e água líquida coexistem em equilíbrio a 1 atm, a energia absorvida é usada para quebrar as interações entre as moléculas e não para aumentar a energia cinética. Assim, a temperatura permanece em 0 °C até todo o gelo derreter.
- Conclusão. A alternativa E descreve corretamente a equação, o sinal de ΔHfus e a temperatura constante durante a fusão, por isso é a resposta correta, coincidindo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) O valor de R depende das unidades adotadas, e 0,0821 L·atm·K–1·mol–1 é apenas uma das formas de expressá-lo, não uma regra universal. B) A equação de Clausius–Clapeyron justamente descreve mudanças de fase, relacionando pressão de vapor e temperatura. C) ΔHvap varia de uma substância para outra e com a temperatura, não sendo 10,0 kJ·mol–1 para todas. D) A pressão de vapor aumenta com a temperatura, portanto é menor em temperaturas mais baixas, e não maior.
- Observação sobre o enunciado. As alternativas A a D não tratam da fusão do gelo e os símbolos de delta aparecem corrompidos como ponto de interrogação. A análise se baseou na alternativa E, que é a única pertinente, e na própria pergunta, que pede a equação e a explicação sobre energia e temperatura.
💡 Dica: Identifique a mudança de estado e a equação química correspondente.
Alternativa por alternativa
Acredita que a constante R tem um único valor fixo que deve ser usado em qualquer situação, sem considerar as unidades do problema.
Supõe que a equação de Clausius–Clapeyron só serve para reações químicas e não para mudanças de fase, quando na verdade ela descreve justamente as transições de fase.
Assume que a entalpia de vaporização é uma constante universal, igual para todas as substâncias e em qualquer temperatura, ignorando que ela varia com a substância e com a temperatura.
Por que engana: Confundir a fusão com a vaporização, pensando que a temperatura aumenta durante a mudança de estado.
Inverte a relação entre temperatura e pressão de vapor, imaginando que líquidos evaporam mais em temperaturas baixas, quando na verdade a pressão de vapor aumenta com a temperatura.
A fusão é a transição sólido?líquido; o sistema absorve calor latente para vencer as forças intermoleculares sem elevar a temperatura até que todo o sólido se converta em líquido.
Raio-X da questão
mudança de estado da água
avaliacao
mudança de estado da água · entalpia de fusão
Revisar as mudanças de estado físico e suas equações químicas.
Confundir a fusão com a vaporização, pensando que a temperatura aumenta durante a mudança de estado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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