Questão 1
ITA 2010
[ITA 2010 - 1 FASE]
A figura a seguir apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que calor é fornecido a uma velocidade constante de 500 cal·min–1. Admite-se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de 1 atm durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas uma fase cristalina.
Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura:
I. No segmento PQ ocorre aumento da energia cinética das moléculas.
II. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial.
III. O segmento QR é menor que o segmento ST porque o calor de fusão da substância é menor que o seu calor de vaporização.
IV. O segmento RS tem inclinação menor que o segmento PQ porque o calor específico do sólido é maior que o calor específico do líquido.
Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S):
apenas I.
apenas I, II e III.
apenas II e IV.
apenas III.
apenas IV.
Gabarito:
apenas IV.
Resolução:
I. CORRETA. Podemos observar qu ocorre aumento de energia cinética das moléculas, no segmento PQ, devido ao aumento da temperatura no sistema. A energia cinética é diretamente proporcional à temperatura na escala Kelvin.
II. CORRETA. Ao observar o segmento QR, podemos afirmar que as moléculas estão se distanciando, devido â mudança de estado sólido para o líquido, consequentemente ocorre aumento da energia potencial, portanto, houve realização de trabalho. O aumento da energia potencial é consequência da realização de trabalho.
III. CORRETA.
- Quantidade de calor absorvido na fusão (segmento QR):
1 min ––––––––––––––– 500 cal
20 min –––––––––––––– x
∴ x = 10 000 cal
- Quantidade de calor absorvido na ebulição (segmento ST):
1 min ––––––––––––––– 500 cal
105 min ––––––––––––– y
∴ y = 52 500 cal
fusão: Q = m Lf
10 000 = 100 Lf
ebulição: Q = m Lv
52 500 = 100 Lv
conclusão: Lv > Lf
IV. INCORRETA. O segmento PQ tem inclinação menor que o segmento RS. Podemos concluir que o calor específico do líquido é maior que o calor específico do sólido, pois para uma mesma variação de temperatura, o intervalo de tempo é maior (que corresponde a uma maior quantidade de calor necessário para varia a temperatura).
Gabarito E.