Durante um teste em casa, uma pessoa aqueceu uma amostra de gelo e registrou a temperatura conforme fornecia…

Questão

Durante um teste em casa, uma pessoa aqueceu uma amostra de gelo e registrou a temperatura conforme fornecia energia térmica. No gráfico de temperatura em função do calor recebido, a amostra começa a -6 °C; entre 0 °C e 12 kJ recebidos, a temperatura permanece em 0 °C; depois, volta a aumentar. Considere que a pressão se mantém constante e observe o gráfico. Com base no trecho horizontal do gráfico, qual processo explica a permanência da temperatura em 0 °C enquanto a amostra recebe energia?

1. A) A amostra permanece em equilíbrio térmico com o ambiente, mantendo sua temperatura constante durante o aquecimento.
2. B) A energia térmica fornecida é transferida para o ambiente, por isso não provoca aumento da temperatura da amostra.
3. C) O gelo está se fundindo, e a energia recebida é usada na mudança de estado, sem elevar a temperatura da amostra.
4. D) A energia recebida fica armazenada na amostra, mas sua temperatura só aumenta depois que o fornecimento de calor termina.
5. E) Como a pressão se mantém constante, a temperatura da amostra não pode variar enquanto ela recebe energia térmica.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Observe o gráfico: a temperatura começa em -6 °C e sobe normalmente enquanto a amostra recebe calor, o que corresponde ao aquecimento do gelo no estado sólido.
2. Em seguida, aparece um trecho horizontal em 0 °C, em que a temperatura não varia apesar de a amostra continuar recebendo energia (de 0 até 12 kJ).
3. Esse trecho horizontal indica uma mudança de estado físico. Como a pressão é constante, a temperatura de fusão do gelo é fixa em 0 °C, de modo que a energia recebida é usada para romper as ligações que mantêm as moléculas de água organizadas no sólido, transformando gelo em água líquida.
4. Portanto, a energia absorvida se converte em energia de mudança de estado (calor latente de fusão) e não em aumento da energia cinética média das moléculas, por isso a temperatura permanece constante.
5. Depois que todo o gelo se funde, a água líquida volta a ter temperatura crescente, como mostra a parte inclinada final do gráfico.
6. Análise das alternativas erradas: A) confunde equilíbrio térmico com ausência de troca de energia; a amostra recebe calor do aquecedor, e a temperatura só não varia por causa da fusão. B) supõe que o calor sai para o ambiente, mas o enunciado descreve energia fornecida à amostra, não perdida. D) imagina energia armazenada sem efeito, mas o calor não fica guardado como estado térmico, e a temperatura sobe apenas quando a mudança de fase termina. E) atribui a temperatura constante só à pressão constante, mas a pressão fixa define o ponto de fusão e não impede a variação de temperatura por si só.

💡 Dica: No patamar de temperatura, o calor recebido promove a mudança de estado físico.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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