Química2ª sérieBNCC EM13CNT307Difícil⏱ longo

Dados experimentais: a pressão de vapor de uma substância é P1 = 2,34 kPa a T1 = 290,0 K e P2 = 5,10 kPa a T2…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

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

Dados experimentais: a pressão de vapor de uma substância é P1 = 2,34 kPa a T1 = 290,0 K e P2 = 5,10 kPa a T2 = 310,0 K. Usando a equação de Clausius–Clapeyron aproximadamente linear, calcule a entalpia molar de vaporização ?Hvap em kJ·mol-1 (use R = 8,314 J·mol-1·K-1).

A) 22,8 kJ·mol-1
B) 29,1 kJ·mol-1
C) 10,5 kJ·mol-1
D) 15,2 kJ·mol-1
E) 50,0 kJ·mol-1

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Use a forma linear de Clausius–Clapeyron: ln(P2/P1) = (ΔHvap/R)·(1/T1 - 1/T2), isolando ΔHvap = R·ln(P2/P1)/(1/T1 - 1/T2). Passo 2: Calcule a razão de pressões: P2/P1 = 5,10/2,34 = 2,179; ln(2,179) = 0,7793. Passo 3: Calcule a diferença de inversos das temperaturas: 1/290,0 - 1/310,0 = 0,0034483 - 0,0032258 = 2,2247 x 10^-4 K^-1. Passo 4: Calcule ΔHvap = 8,314 x 0,7793 / 2,2247 x 10^-4 = 6,480 / 2,2247 x 10^-4 = 29.130 J/mol, ou seja, aproximadamente 29,1 kJ/mol. Passo 5: Confira a alternativa correta: B) 29,1 kJ/mol, que coincide com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A) 22,8 kJ/mol resulta de um erro de cálculo ou de escala na divisão final; C) 10,5 kJ/mol é baixo demais para o aumento de pressão observado; D) 15,2 kJ/mol também não corresponde ao cálculo com ln; E) 50,0 kJ/mol é alto demais e não sai da fórmula com as temperaturas em kelvin.

💡 Dica: Aplique a equação de Clausius–Clapeyron para encontrar a entalpia.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Provavelmente calculou a razão ou o inverso das temperaturas com erro de arredondamento ou de ordem, subestimando o valor final.

Por que engana: Confundir a aplicação da equação e calcular incorretamente a entalpia, resultando em um valor muito baixo ou muito alto.

B Correta

ln(P2/P1)=-?Hvap/R(1/T2-1/T1) ? ?Hvap = -R·ln(5,10/2,34)/(1/310-1/290) ˜ 2,91×10^4 J·mol-1 = 29,1 kJ·mol-1.

C Erradaerro: Procedimental

Provavelmente usou o log de base 10 no lugar do logaritmo natural ou dividiu por um fator extra, o que reduz o resultado.

D Erradaerro: Conceitual

Provavelmente calculou a diferença de pressões em vez da razão de pressões, ou trocou o termo logarítmico por outra operação.

E Erradaerro: Atenção

Provavelmente inverteu o uso das temperaturas ou esqueceu de converter o resultado de J/mol para kJ/mol, obtendo um valor de ordem de grandeza diferente.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

entalpia de vaporização

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

equação de Clausius–Clapeyron · pressão de vapor

📚 Reveja

Revisar a equação de Clausius–Clapeyron e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a aplicação da equação e calcular incorretamente a entalpia, resultando em um valor muito baixo ou muito alto.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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