Professor Paulo Souto
QUESTÕES CORRIGIDAS
MUDANÇAS DE FASE
1. Observe abaixo o diagrama de fases do CO2 .
Beatriz Alvareng...
Professor Paulo Souto
O gás carbônico é o famoso gelo seco e ele sublima à temperatura ambiente! Pelo
gráfico, veja o que ...
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seguida, os dois objetos são aquecidos e, então, mede-se a temperatura de cada um deles em fun...
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Professor Paulo Souto
Também podemos olhar diretamente no gráfico.
Vemos que se gastou mais calor para fundir a
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CORREÇÃO
Havia um bom tempo que o Diagrama de Fases não era cobrado. Mas, é sempre discutido em
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  1. 1. Professor Paulo Souto QUESTÕES CORRIGIDAS MUDANÇAS DE FASE 1. Observe abaixo o diagrama de fases do CO2 . Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo, Curso de Física, Vol. 2 De acordo com este diagrama, todas as alternativas abaixo estão corretas, EXCETO: a) Sob pressão de 72 atm e temperatura de 21 ºC esta substância se encontra no estado líquido. b) À temperatura de – 57 ºC e pressão de 5,2 atm é possível se encontrar o CO2 nos estados sólido, líquido e gasoso. c) Os dois pontos destacados a 20 e 31 ºC estão sob a curva de vaporização. d) Esta substância não é capaz de sublimar submetida a pressões comuns do meio ambiente. CORREÇÃO paulosoutocamilo@gmail.com 1
  2. 2. Professor Paulo Souto O gás carbônico é o famoso gelo seco e ele sublima à temperatura ambiente! Pelo gráfico, veja o que ocorre em condições comuns: 1 atm. O gás carbônico passa direto do sólido ao gasoso, ou seja, sublima. OPÇÃO: D. 2. (PUC-Camp/2005) O diagrama de estado físico para certa substância está representado a seguir. A mudança de estado físico denominada sublimação pode ocorrer a) somente no ponto H. b) somente no ponto T. c) em pontos da curva HT. d) em pontos da curva TR. CORREÇÃO Sublimação é a passagem direta do estado sólido para o gasoso ou vice-versa. Veja no diagrama: A sublimação se dá ao longo da curva HT. OPÇÃO: C. 3. (UFMG/2009) Num Laboratório de Física, faz-se uma experiência com dois objetos de materiais diferentes – R e S –, mas de mesma massa, ambos, inicialmente, no estado sólido e à temperatura ambiente. Em paulosoutocamilo@gmail.com 2 Sólido Líquido Gasoso
  3. 3. QS QR Professor Paulo Souto seguida, os dois objetos são aquecidos e, então, mede-se a temperatura de cada um deles em função da quantidade de calor que lhes é fornecida. Os resultados obtidos nessa medição estão representados neste gráfico: Sejam LR e LS o calor latente de fusão dos materiais R e S, respectivamente, e cR e cS o calor específico dos materiais, no estado sólido, também respectivamente. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) cR < cS e LR < LS . B) cR < cS e LR > LS . C) cR > cS e LR < LS . D) cR > cS e LR > LS . CORREÇÃO A CALORIMETRIA, explorando, como aliás a UFMG tanto gosta, os conceitos de Calor Específico e Calor Latente. O Calor Específico mede a facilidade ou dificuldade de se esquentar – ou se esfriar – uma substância qualquer. Quanto maior o Calor Específico, mais calor terá que ser gasto – ou retirado – para se esquentar – ou esfriar – a substância. Num gráfico, ele fica visível na inclinação da reta temperatura versus calor. É bom levar em conta que a questão diz que os corpos têm a mesma massa. Vamos verificar diretamente no gráfico da questão. Veja que, para atingir a mesma temperatura, é necessário fornecer mais calor a R do que a S. Logo, cR > cS. R foi mais difícil de se esquentar! Por outro lado, o chamado Calor Latente, no caso de fusão, é o calor necessário para derreter, fundir, a substância. A princípio, não tem vínculo com o Calor Específico. paulosoutocamilo@gmail.com 3
  4. 4. LS LR Professor Paulo Souto Também podemos olhar diretamente no gráfico. Vemos que se gastou mais calor para fundir a substância S do que para a R. Logo, LR < LS. R foi mais fácil de fundir! OPÇÃO: C. 4. (UNESP/93) Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253 K, por meio de transferência de calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293 K. A partir do gráfico responda: a) Qual é o maior calor específico? É o do gelo ou da água? b) Por que a temperatura permanece constante em 273 K, durante parte do tempo? (Descarte a hipótese de perda de calor para o ambiente). CORREÇÃO paulosoutocamilo@gmail.com 4
  5. 5. Professor Paulo Souto A) O maior calor específico é o da água... Veja o gráfico: ela gasta mais tempo, ou seja, precisa de mais calor para variar sua temperatura o mesmo que o gelo: 20 K... B) A temperatura fica constante durante a mudança de fase. 5. (UFPE/96-modificado) Qual o valor do calor liberado quando 10 g de vapor d'água a 100 °C condensam para formar água líquida a 10 °C? Dados: - calor latente de vaporização da água: 540 cal/g - calor específico da água: 1,0 cal/g°C - Lembre-se que a água vai perder calor de duas formas: para se liquefazer e depois para se resfriar. CORREÇÃO a) Calor para liquefação: Q = mLV . 10.540 5400VQ mL cal= = = . b) Calor para o resfriamento: Q = mc∆T . E, mais, a água estava a 100 ºC e baixou para 10 º C. 10.1.( 90) 900Q mc T cal= ∆ = − = − . Calor total perdido: 5400 + 900 = 6300 cal. 6. (UFMG/2010) Considere estas informações: • a temperaturas muito baixas, a água está sempre na fase sólida; • aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão da água diminui. Assinale a alternativa em que o diagrama de fases pressão versus temperatura para a água está de acordo com essas informações. paulosoutocamilo@gmail.com 5
  6. 6. Professor Paulo Souto CORREÇÃO Havia um bom tempo que o Diagrama de Fases não era cobrado. Mas, é sempre discutido em sala, bem como o caso da água, uma exceção. O diagrama já trouxe os estados físicos que cada parte do gráfico representa, o que, aliás, também seria simples. Então, para quem nunca o tivesse visto, o jeito seria interpretar a questão. O primeiro comentário diz que a água sempre sólida a baixas temperaturas. Descartam-se as duas primeiras opções, que mostram água gasosa a zero Kelvin (absoluto). O segundo comentário pode ser visto no gráfico: se a pressão aumenta, para a água, como disse, uma exceção, sua temperatura de fusão diminui, quando o comum seria aumentar. Veja no gráfico. Quando a pressão aumenta de P1 para P2 a temperatura de fusão, passagem de sólido para líquido, cai de T1 para T2 . OPÇÃO: D. paulosoutocamilo@gmail.com 6 T1 P1 P2 T2 Baixa temperatura ⇒ SÓLIDO
  7. 7. Professor Paulo Souto CORREÇÃO Havia um bom tempo que o Diagrama de Fases não era cobrado. Mas, é sempre discutido em sala, bem como o caso da água, uma exceção. O diagrama já trouxe os estados físicos que cada parte do gráfico representa, o que, aliás, também seria simples. Então, para quem nunca o tivesse visto, o jeito seria interpretar a questão. O primeiro comentário diz que a água sempre sólida a baixas temperaturas. Descartam-se as duas primeiras opções, que mostram água gasosa a zero Kelvin (absoluto). O segundo comentário pode ser visto no gráfico: se a pressão aumenta, para a água, como disse, uma exceção, sua temperatura de fusão diminui, quando o comum seria aumentar. Veja no gráfico. Quando a pressão aumenta de P1 para P2 a temperatura de fusão, passagem de sólido para líquido, cai de T1 para T2 . OPÇÃO: D. paulosoutocamilo@gmail.com 6 T1 P1 P2 T2 Baixa temperatura ⇒ SÓLIDO

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