Uma amostra de gelo (água no estado sólido) e uma amostra de água no estado líquido são colocadas juntas em um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Explorar e descobrir as propriedades de objetos e materiais (odor, cor, sabor, temperatura).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma amostra de gelo (água no estado sólido) e uma amostra de água no estado líquido são colocadas juntas em um recipiente fechado, em contato térmico, a pressão de 1 atm. Depois de bastante tempo, ainda existem gelo e água líquida no recipiente, e o sistema está em equilíbrio térmico. Sobre a temperatura da água nos dois estados nesse equilíbrio, é correto afirmar que:
- A) o gelo e a água líquida estão à mesma temperatura, 0 °C, que é a temperatura de fusão da água a 1 atm.
- B) o gelo está abaixo de 0 °C e a água líquida está a 0 °C, pois o sólido é sempre mais frio.
- C) o gelo está a 0 °C e a água líquida está acima de 0 °C, pois o líquido é sempre mais quente.
- D) o gelo está a 0 °C e a água líquida está a 4 °C, pois a água tem densidade máxima nessa temperatura.
- E) o gelo e a água líquida estão à mesma temperatura, 100 °C, que é a temperatura de ebulição da água a 1 atm.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- O sistema está em equilíbrio térmico, portanto o gelo e a água líquida têm a mesma temperatura.
- Como as duas fases coexistem por bastante tempo a 1 atm, a temperatura corresponde à temperatura de fusão da água nessa pressão: 0 °C. O calor trocado pode provocar fusão ou solidificação, sem alterar a temperatura enquanto as duas fases coexistirem.
- Portanto, a alternativa A está correta. B erra ao supor que o sólido é sempre mais frio; C, ao supor que o líquido é sempre mais quente; D confunde a temperatura de densidade máxima da água com a temperatura de equilíbrio entre gelo e água; E usa a temperatura de ebulição, que não corresponde à coexistência de gelo e água líquida nas condições descritas.
💡 Dica: Considere as propriedades da água em diferentes estados.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno supõe que, por ser sólido, o gelo precisa estar a uma temperatura menor que a da água líquida, mesmo em equilíbrio térmico.
O aluno acredita que a água líquida deve estar mais quente que o gelo por causa de seu estado físico, ignorando que o equilíbrio térmico implica temperaturas iguais.
Por que engana: Confundir que o estado sólido pode ser mais quente que o líquido, ignorando que o sólido geralmente está em temperatura mais baixa.
O aluno confunde a temperatura de densidade máxima da água líquida, 4 °C, com a temperatura de fusão e de coexistência entre gelo e água a 1 atm.
O aluno identifica corretamente que as fases em equilíbrio térmico têm a mesma temperatura, mas escolhe a temperatura de ebulição em vez da temperatura de fusão, pertinente à coexistência de gelo e água líquida.
Raio-X da questão
temperatura da água
fixacao
estados da materia · temperatura e calor
Revisar as propriedades físicas da água em diferentes estados.
Confundir que o estado sólido pode ser mais quente que o líquido, ignorando que o sólido geralmente está em temperatura mais baixa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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