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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 58 do ENEM 2010

1º dia · Ciências da Natureza · H21 · Física: Mudanças de estado físico e calor latente

Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100\ ^\circ\text{C}. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:

  • Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.
  • Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.
  • Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.

Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento

  1. A
    permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa.
  2. B
    provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa.
  3. C
    produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água.
  4. D
    proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água.
  5. E
    possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O ponto de ebulição de um líquido depende da pressão sobre ele. Ao nível do mar, a pressão é de 1 atm e a água ferve a 100\ ^\circ\text{C}. Se a pressão diminui, a água ferve a uma temperatura menor; se aumenta, ferve a uma temperatura maior.

Acompanhe o experimento:

  1. A água aspirada estava a cerca de 100\ ^\circ\text{C}, fervendo à pressão atmosférica.
  2. Ao ser tapada na seringa, ela perde calor para o ambiente e esfria um pouco, ficando abaixo de 100\ ^\circ\text{C}. Como a pressão interna ainda é a atmosférica, ela para de ferver.
  3. Ao puxar o êmbolo, o volume interno da seringa aumenta. Como a seringa está tapada, o gás e o vapor ocupam um espaço maior e a pressão sobre a água diminui.
  4. Com a pressão menor, o ponto de ebulição cai para um valor abaixo de 100\ ^\circ\text{C}. Como a temperatura da água agora é maior que esse novo ponto de ebulição, ela volta a ferver, sem nenhum aquecimento adicional.

Portanto, o que faz a água ferver de novo é a queda de pressão, que reduz o ponto de ebulição.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA água da seringa está mais quente que o ambiente, então o calor sai dela; o deslocamento do êmbolo não abre passagem para calor.
  • BO atrito do êmbolo é desprezível e não aquece a água a ponto de fazê-la ferver.
  • CO aumento de volume reduz a pressão, e a pressão menor diminui (não aumenta) o ponto de ebulição.
  • EA densidade da água quase não muda com esse deslocamento e não é ela que determina a ebulição.

Assunto: Mudanças de estado físico e calor latente.

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