Em um laboratório de uma escola pública, uma turma analisa o consumo de energia na produção de etanol para uso…
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 um laboratório de uma escola pública, uma turma analisa o consumo de energia na produção de etanol para uso como combustível. Uma amostra de 25,0 g de etanol (C2H5OH) encontra-se exatamente em sua temperatura de ebulição. Nessa condição, toda a energia fornecida é utilizada exclusivamente para a vaporização, sem variação de temperatura. Considere a massa molar do etanol igual a 46,07 g·mol?¹ e a entalpia molar de vaporização igual a 38,7 kJ·mol?¹. Com base nos dados do texto, qual é a quantidade de energia necessária para vaporizar completamente a amostra de etanol?
- A) 967,5 kJ (aproximadamente)
- B) 0,543 kJ (aproximadamente)
- C) 21,0 kJ (aproximadamente)
- D) 1,50 kJ (aproximadamente)
- E) 38,7 kJ (aproximadamente)
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa da amostra m = 25,0 g de etanol, massa molar M = 46,07 g/mol e entalpia molar de vaporização ΔHvap = 38,7 kJ/mol. Como a temperatura é constante na ebulição, toda a energia fornecida vai para a vaporização. Passo 2: Converta a massa em quantidade de matéria. n = m / M = 25,0 / 46,07 ≈ 0,5427 mol. Passo 3: Multiplique a quantidade de matéria pela entalpia molar. Q = n × ΔHvap = 0,5427 × 38,7 ≈ 21,0 kJ. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa C (21,0 kJ) corresponde ao resultado obtido, e o gabarito oficial também é C, portanto não há divergência. A alternativa A está errada porque multiplica a massa em gramas pela entalpia molar, o que não tem sentido físico. A alternativa B está errada porque é apenas a quantidade de matéria em mol, sem multiplicar pela entalpia. A alternativa D está errada porque divide a entalpia pela massa, obtendo uma grandeza em kJ/g, e não a energia total. A alternativa E está errada porque é apenas a entalpia de uma mol, quando a amostra tem cerca de 0,54 mol.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de etanol e multiplique pela entalpia de vaporização.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou a massa em gramas (25,0 g) pela entalpia molar, sem converter a massa em quantidade de matéria. Assim, tratou gramas como se fossem mols.
O aluno calculou corretamente a quantidade de matéria (0,543 mol), mas esqueceu de multiplicar pela entalpia molar de vaporização, parando na etapa intermediária.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia necessária para vaporizar a massa de etanol, aplicando incorretamente a fórmula de calor de vaporização.
Primeiro, calcula-se a quantidade de matéria de etanol: n = m/MM = 25,0 g ÷ 46,07 g·mol⁻¹ ≈ 0,543 mol. Em seguida, aplica-se q = n·ΔHvap: q = 0,543 mol × 38,7 kJ·mol⁻¹ ≈ 21,0 kJ.
O aluno dividiu a entalpia molar pela massa da amostra (38,7 / 25,0 ≈ 1,55 kJ/g), operação que não representa a energia total. Confundiu a relação entre as grandezas e obteve uma unidade incoerente com o pedido.
O aluno tomou a entalpia molar de vaporização como resposta final, sem perceber que a amostra não tem 1 mol de etanol e sim cerca de 0,54 mol.
Raio-X da questão
vaporização de etanol
avaliacao
cálculo de calor de vaporização · massa molar de compostos
Revisar cálculos de entalpia e conversão de massa para mols.
O aluno pode confundir a quantidade de energia necessária para vaporizar a massa de etanol, aplicando incorretamente a fórmula de calor de vaporização.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma atividade de Química sobre combustíveis, uma equipe utilizou um calorímetro previamente calibrado, no qual toda a…
- Durante uma atividade de laboratório sobre o consumo de energia em processos industriais, uma turma analisou a…
- Em uma atividade de laboratório sobre mudanças de estado físico, uma turma aqueceu uma amostra de 50,0 g de água até…
- Determine a quantidade de calor necessária para vaporizar 5,0 g de etanol (C2H5OH; M = 46,07 g·mol?¹) usando ?Hvap =…
- Em uma atividade de Química, um fogareiro a etanol é analisado para estimar sua capacidade de fornecer energia térmica…
- DADOS QUE PODEM SER USADOS NESTA PROVA ELEMENTO QUÍMICO | NÚMERO ATÔMICO | MASSA ATÔMICA H 1 1,0 C 6 12,0 N 7 14,0 O 8…
Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog