Em uma aula de Química, um bloco de 10,0 g de gelo a 0 °C é colocado em um calorímetro fechado e termicamente…
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
Em uma aula de Química, um bloco de 10,0 g de gelo a 0 °C é colocado em um calorímetro fechado e termicamente isolado. Uma resistência elétrica, inicialmente desligada, fornece energia ao sistema até que todo o gelo se transforme em água líquida, também a 0 °C. Durante a fusão, a resistência mantém uma diferença finita de temperatura em relação ao gelo, e o processo ocorre espontaneamente apenas no sentido do fornecimento de energia. Após a fusão completa, a resistência é desligada. Não há entrada ou saída de matéria do calorímetro. Com base nas condições descritas, classifique a transformação quanto à reversibilidade e determine a massa final do sistema.
- A) Transformação irreversível; massa final = 10,0 g.
- B) Transformação irreversível; massa final = 5,0 g.
- C) Transformação reversível; massa final = 10,0 g.
- D) Transformação irreversível; massa final = 12,0 g.
- E) Transformação reversível; massa final = 0 g.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Reversibilidade. Uma transformação é reversível apenas se pode ser revertida passando pelos mesmos estados intermediários, sem deixar alterações no sistema nem na vizinhança, o que exige equilíbrio térmico durante todo o processo, ou seja, diferença de temperatura infinitesimal. Aqui a resistência mantém uma diferença finita de temperatura em relação ao gelo, e o processo só ocorre no sentido do fornecimento de energia. Logo, a transformação é irreversível. Passo 2: Massa final. O calorímetro é fechado e não há entrada nem saída de matéria. A fusão apenas muda o estado físico da água, de sólido para líquido, sem criar nem destruir matéria. Pela conservação da massa, a massa final é 10,0 g. Passo 3: Conclusão. A alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A B supõe perda de massa, o que não ocorre sem saída de matéria. A C confunde isolamento térmico com reversibilidade. A D supõe ganho de massa, o que exigiria entrada de matéria. A E combina reversibilidade incorreta com massa nula, contrariando a conservação da massa.
💡 Dica: Classifique a transformação e calcule a massa final.
Alternativa por alternativa
A fusão descrita ocorre com transferência de energia por meio de uma diferença finita de temperatura e não pode ser invertida espontaneamente sem produzir alterações no sistema e na vizinhança; portanto, é uma transformação irreversível. Como o calorímetro é fechado e não há entrada ou saída de matéria, a massa se conserva: os 10,0 g de gelo apenas mudam de estado físico e tornam-se 10,0 g de água líquida.
Imagina que parte da água desaparece ou se perde durante a fusão, reduzindo a massa pela metade. Não percebe que a mudança de estado físico não altera a quantidade de matéria.
Por que engana: Confundir a transformação de gelo em água como irreversível, desconsiderando que a água pode voltar a congelar.
Acha que, por o calorímetro ser fechado e termicamente isolado, a transformação é reversível. Confunde isolamento térmico com reversibilidade, ignorando a diferença finita de temperatura e o sentido único do processo.
Supõe que o gelo absorve matéria do ambiente ou que a energia fornecida aumenta a massa do sistema. Desconsidera que o calorímetro é fechado e não há entrada de matéria.
Confunde a fusão com a ideia de que a matéria some ao virar líquido ou que a energia elétrica anula a massa, e ainda classifica erradamente a reversibilidade. Não aplica a conservação da massa.
Raio-X da questão
mudança de estado físico
avaliacao
mudança de estado físico · propriedades da água
Revisar as propriedades das mudanças de estado físico da matéria.
Confundir a transformação de gelo em água como irreversível, desconsiderando que a água pode voltar a congelar.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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