PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 122 do ENEM 2023
Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto.
No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente
- Asomente do calor latente de vaporização.
- Bsomente do calor latente de condensação.
- Cdo calor sensível e do calor latente de vaporização.
- Ddo calor sensível e do calor latente de condensação.
- Edo calor latente de condensação e do calor latente de vaporização.
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Resolução comentada
Para responder, é preciso separar dois tipos de calor:
- Calor sensível: troca de energia que muda a temperatura da substância, sem mudar seu estado físico.
- Calor latente: troca de energia que muda o estado físico, sem mudar a temperatura.
Agora acompanhe o vapor dentro da parede oca do tacho:
- O vapor entra a 120 °C e sai como água líquida a 100 °C.
- Primeiro, o vapor esfria de 120 °C até 100 °C. Há queda de temperatura sem mudança de estado, então ele libera calor sensível.
- Depois, a 100 °C, o vapor se transforma em líquido. Há mudança de estado a temperatura constante, então ele libera calor latente de condensação.
- Essas duas energias passam pela parede para o interior do tacho.
A energia que concentra o doce vem do vapor que está na parede, e é ele que se resfria e se condensa. A evaporação da água do doce de leite consome energia, mas esse calor latente de vaporização é absorvido pelo doce, não fornecido por ele. Portanto, a energia utilizada é a do calor sensível e a do calor latente de condensação.
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa B engana por citar só a condensação, esquecendo que o vapor ainda esfria de 120 °C para 100 °C, liberando calor sensível.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Ao calor de vaporização é absorvido pelo doce, não é a fonte de energia, e ignora o vapor que se condensa.
- Bconsidera só a condensação e esquece o resfriamento do vapor de 120 °C a 100 °C, que libera calor sensível.
- Cinclui o calor latente de vaporização, que é consumido pela água do doce, não fornecido pelo vapor.
- Eomite o calor sensível e inclui a vaporização, que é energia absorvida e não utilizada como fonte.
Assuntos: Mudanças de estado físico e calor latente, Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.
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