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Questão 43

ENEM 2020
Física

(ENEM DIGITAL - 2020)

O leite UHT (do inglês Ultra-High Temperature) é o leite tratado termicamente por um processo que recebe o nome de ultrapasteurização. Elevando sua temperatura homogeneamente a 135 °C por apenas 1 ou 2 segundos, o leite é esterilizado sem prejudicar significativamente seu sabor e aparência. Desse modo, ele pode ser armazenado, sem a necessidade de refrigeração, por meses. Para alcançar essa temperatura sem que a água que o compõe vaporize, o leite é aquecido em alta pressão. É necessário, entretanto, resfriar o leite rapidamente para evitar o seu cozimento. Para tanto, a pressão é reduzida subitamente, de modo que parte da água vaporize e a temperatura diminua.

O processo termodinâmico que explica essa redução súbita de temperatura é a

 

A

convecção induzida pelo movimento de bolhas de vapor de água.

B

emissão de radiação térmica durante a liberação de vapor de água.

C

expansão livre do vapor de água liberado pelo leite no resfriamento.

D

conversão de energia térmica em energia química pelas moléculas orgânicas.

E

transferência de energia térmica durante a vaporização da água presente no leite.

Gabarito:

transferência de energia térmica durante a vaporização da água presente no leite.



Resolução:

Quando a pressão é muito alta temos que as moléculas são "forçadas" a ficar "mais juntinhas" e, por isso, é mais difícil fazer com que se separem. Portanto, uma alta pressão implica uma maior dificuldade de fazer o leite entrar em ebulição. Por isso, o aquecimento a 135ºC sob alta pressão não permite a vaporização da água do leite.

Ao abaixar a pressão do leite, analogamente, fica muito mais fácil ocorrer o processo de evaporização. Porém, como esse processo é endotérmico, a água absorverá calor do leite para poder evaporar.

Assim, a alternativa correta é letra E.

Observa-se que ao evaporar apenas uma parte da água - que se desprende do sistema -, o restante acaba se resfriando bem rapidamente. Uma curiosidade interessante de ser discutida: ao se colocar dois copos com água em diferentes temperaturas para congelar, simultaneamente, no copo em que a água estava inicialmente mais quente a solidificação acontece de maneira mais rápida - em grande parte devido à evaporação de parte da água que colabora no rápido resfriamento. 

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