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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 82 (CFS 1) da EEAR 2016

CFS 1 · Física: Mudanças de estado físico e calor latente

– Um indivíduo, na praia, tem gelo (água no estado sólido) a -6^\circ\text{C} para conservar um medicamento que deve permanecer a aproximadamente 0^\circ\text{C}. Não dispondo de um termômetro, teve que criar uma nova maneira para controlar a temperatura. Das opções abaixo, a que apresenta maior precisão para a manutenção da temperatura esperada, é

  1. A
    utilizar pouco gelo em contato com o medicamento.
  2. B
    colocar o gelo a uma certa distância do medicamento.
  3. C
    aproximar e afastar o gelo do medicamento com determinada frequência.
  4. D
    deixar o gelo começar a derreter antes de colocar em contato com o medicamento.
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Resolução comentada

Durante uma mudança de fase de uma substância pura, a temperatura permanece constante enquanto houver as duas fases em equilíbrio. Para a água, à pressão ambiente, sólido e líquido coexistem a 0^\circ\text{C}.

O gelo a -6^\circ\text{C} está abaixo do ponto de fusão. Se for posto em contato com o medicamento, ele primeiro absorve calor e esquenta de -6^\circ\text{C} até 0^\circ\text{C}. Nessa fase o medicamento pode ficar abaixo de 0^\circ\text{C}, e a temperatura não é controlada.

Quando o gelo começa a derreter, há mistura de gelo e água líquida, e a temperatura da mistura fica fixa em 0^\circ\text{C} enquanto restar gelo. O medicamento trocando calor com essa mistura tende a se manter em torno de 0^\circ\text{C}, e o ponto de fusão serve como "termômetro" natural.

Analisando as opções:

  1. Pouco gelo, distância ou aproximar e afastar dependem de estimativas sem referência de temperatura, por isso são imprecisos.
  2. Esperar o gelo começar a derreter garante que ele já está a 0^\circ\text{C}, a temperatura desejada.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • APouco gelo a -6^\circ\text{C} ainda esfria o medicamento abaixo de 0^\circ\text{C} e acaba derretendo logo, sem controle algum.
  • BAfastar o gelo reduz a troca de calor, mas não fixa a temperatura em 0^\circ\text{C}; depende de estimar a distância.
  • CAproximar e afastar periodicamente é um controle empírico, sem referência de temperatura, e ppouco preciso.

Assunto: Mudanças de estado físico e calor latente.

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Ver como caiu na prova Questão 82 no caderno CFS 1 da EEAR 2016

Fonte: EEAR 2016 · CFS 1. Prova oficial ↗