Questão 11 da FUVEST 2020

Question

Em supermercados, é comum encontrar alimentos chamados de liofilizados, como frutas, legumes e carnes. Alimentos liofilizados continuam próprios para consumo após muito tempo, mesmo sem refrigeração. O termo “liofilizado”, nesses alimentos, refere-se ao processo de congelamento e posterior desidratação por sublimação da água. Para que a sublimação da água ocorra, é necessária uma combinação de condições, como mostra o gráfico de pressão por temperatura, em que as linhas representam transições de fases.

Diagrama de fases da água relacionando a pressão p (atm) no eixo vertical e a temperatura θ (°C) no eixo horizontal, delimitando as fases sólido, líquido e vapor com o ponto triplo.

Apesar de ser um processo que requer, industrialmente, uso de certa tecnologia, existem evidências de que os povos pré-colombianos que viviam nas regiões mais altas dos Andes conseguiam liofilizar alimentos, possibilitando estocá-los por mais tempo. Assinale a alternativa que explica como ocorria o processo de liofilização natural:

A
A sublimação da água ocorria devido às baixas temperaturas e à alta pressão atmosférica nas montanhas.
B
Os alimentos, após congelados naturalmente nos períodos frios, eram levados para a parte mais baixa das montanhas, onde a pressão atmosférica era menor, o que possibilitava a sublimação.
C
Os alimentos eram expostos ao sol para aumentar a temperatura, e a baixa pressão atmosférica local favorecia a solidificação.
D
As temperaturas eram baixas o suficiente nos períodos frios para congelar os alimentos, e a baixa pressão atmosférica nas altas montanhas possibilitava a sublimação.
E
Os alimentos, após congelados naturalmente, eram prensados para aumentar a pressão, de forma que a sublimação ocorresse.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 11 da FUVEST 2020

1ª fase · Química: Estados físicos e mudanças de estado

Em supermercados, é comum encontrar alimentos chamados de liofilizados, como frutas, legumes e carnes. Alimentos liofilizados continuam próprios para consumo após muito tempo, mesmo sem refrigeração. O termo “liofilizado”, nesses alimentos, refere-se ao processo de congelamento e posterior desidratação por sublimação da água. Para que a sublimação da água ocorra, é necessária uma combinação de condições, como mostra o gráfico de pressão por temperatura, em que as linhas representam transições de fases.

Diagrama de fases da água relacionando a pressão p (atm) no eixo vertical e a temperatura θ (°C) no eixo horizontal, delimitando as fases sólido, líquido e vapor com o ponto triplo.

Apesar de ser um processo que requer, industrialmente, uso de certa tecnologia, existem evidências de que os povos pré-colombianos que viviam nas regiões mais altas dos Andes conseguiam liofilizar alimentos, possibilitando estocá-los por mais tempo. Assinale a alternativa que explica como ocorria o processo de liofilização natural:

A
A sublimação da água ocorria devido às baixas temperaturas e à alta pressão atmosférica nas montanhas.
B
Os alimentos, após congelados naturalmente nos períodos frios, eram levados para a parte mais baixa das montanhas, onde a pressão atmosférica era menor, o que possibilitava a sublimação.
C
Os alimentos eram expostos ao sol para aumentar a temperatura, e a baixa pressão atmosférica local favorecia a solidificação.
D
As temperaturas eram baixas o suficiente nos períodos frios para congelar os alimentos, e a baixa pressão atmosférica nas altas montanhas possibilitava a sublimação.
E
Os alimentos, após congelados naturalmente, eram prensados para aumentar a pressão, de forma que a sublimação ocorresse.

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Resolução comentada

No diagrama de fases, a sublimação (sólido → vapor) ocorre ao longo da curva que separa as regiões "sólido" e "vapor". Essa curva fica abaixo do ponto triplo, isto é, em pressões menores que a do ponto triplo da água.

Assim, para o gelo passar direto a vapor, a água precisa estar sólida (congelada) e a pressão deve ser baixa, abaixo da pressão do ponto triplo. Se a pressão fosse alta, o aquecimento levaria o gelo a derreter (sólido → líquido) em vez de sublimar.

Aplicando ao caso dos Andes:

Nos períodos frios, a temperatura cai o bastante para congelar a água dos alimentos (região do sólido).
Nas regiões muito altas, a pressão atmosférica é baixa, o que permite que o gelo vá direto ao estado de vapor, desidratando o alimento.

Portanto, a explicação correta une duas condições: frio suficiente para congelar e baixa pressão da altitude para sublimar. É exatamente o que diz a alternativa D.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

ADiz que a pressão era alta, mas a sublimação exige pressão baixa (abaixo do ponto triplo).
BLeva os alimentos para a parte mais baixa, onde a pressão é maior, e não menor, como afirma.
CFala em solidificação, que não é sublimação, e o aquecimento ao sol não explica o congelamento prévio.
EAumentar a pressão afasta da região de sublimação e favorece a fase sólida ou líquida.

Assunto: Estados físicos e mudanças de estado.

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