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Questão 103 do ENEM PPL 2021

2º dia · Ciências da Natureza · H17 · Química: Propriedades da matéria e densidade

A densidade é uma propriedade que relaciona massa e volume de um material. Um estudante iniciou um procedimento de determinação da densidade de uma amostra sólida desconhecida. Primeiro ele determinou a massa da amostra, obtendo 27,8 g. Em seguida, utilizou uma proveta, graduada em mililitro, com água para determinar o volume da amostra, conforme esquematizado na figura. Considere a densidade da água igual a 1 g/mL.

Duas provetas graduadas de 10 a 50 mL. A primeira, “Proveta com água”, contém água até a marca de 35 mL, indicada como volume inicial. A segunda, “Proveta com água e amostra”, contém uma amostra sólida imersa em água; o nível está na marca de 45 mL, indicada como volume final. Setas identificam água e amostra.

A densidade da amostra obtida, em g/mL, é mais próxima de

  1. A
    0,36.
  2. B
    0,56.
  3. C
    0,62.
  4. D
    0,79.
  5. E
    2,78.
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Resolução comentada

A densidade é a razão entre massa e volume: d = \frac{m}{V}. A massa foi medida na balança. O volume de um sólido irregular pode ser obtido por deslocamento de líquido: ao mergulhar a amostra na água, o nível sobe, e essa elevação é igual ao volume do sólido. Isso vale desde que a amostra afunde e não absorva água, como mostra a figura.

  1. Volume inicial da água: 35\ \text{mL}.
  2. Volume final, com a amostra: 45\ \text{mL}.
  3. Volume da amostra: V = 45 - 35 = 10\ \text{mL}.
  4. Massa da amostra: m = 27{,}8\ \text{g}.
  5. Densidade:
    d = \frac{27{,}8\ \text{g}}{10\ \text{mL}} = 2{,}78\ \text{g/mL}

O resultado é maior que a densidade da água (1\ \text{g/mL}), o que é coerente com a amostra ter afundado.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa A engana quem inverte a fórmula e calcula volume/massa; a D engana quem usa o volume inicial (35 mL) em vez da diferença entre os níveis.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADivide o volume pela massa (10/27{,}8 \approx 0{,}36), invertendo a fórmula da densidade.
  • BNão corresponde a nenhuma divisão correta com os dados; usa um volume que não é o deslocado.
  • CNão corresponde a nenhuma divisão correta com os dados; usa um volume que não é o deslocado.
  • DUsa como volume o valor de 35 mL, dando 27{,}8/35 \approx 0{,}79, em vez do volume deslocado.

Assunto: Propriedades da matéria e densidade.

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