Duas garrafas plásticas de 20 g partem de 25 °C: PET (unidade C10H8O4, Tm=250 °C, Cp=1,0 J·g?¹·K?¹, ?Hfus=100…

Questão

Duas garrafas plásticas de 20 g partem de 25 °C: PET (unidade C10H8O4, Tm=250 °C, Cp=1,0 J·g?¹·K?¹, ?Hfus=100 J·g?¹) e HDPE ((C2H4)n, Tm=130 °C, Cp=1,9 J·g?¹·K?¹, ?Hfus=250 J·g?¹). Energia Q para aquecer+fundir cada uma: qual requer menos J?

1. A) HDPE precisa menos energia (~4,5 kJ) devido a menor ?T.
2. B) PET precisa menos energia (~6,5 kJ) que HDPE (~9,0 kJ).
3. C) Impossível comparar sem conhecer densidades e cristalinidade.
4. D) Ambos requerem praticamente a mesma energia (~8 kJ).
5. E) PET exige mais energia por ter Tm maior, logo >10 kJ.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Massa de cada garrafa: 20 g. PET: Cp = 1,0 J/(g·K), calor de fusão = 100 J/g, Tm = 250 °C. HDPE: Cp = 1,9 J/(g·K), calor de fusão = 250 J/g, Tm = 130 °C. Ambas partem de 25 °C.
2. Calcule a energia do PET. Aquecimento de 25 °C até 250 °C: ΔT = 225 K, então Q1 = 20 × 1,0 × 225 = 4500 J. Fusão: Q2 = 20 × 100 = 2000 J. Total do PET: 4500 + 2000 = 6500 J, ou seja, cerca de 6,5 kJ.
3. Calcule a energia do HDPE. Aquecimento de 25 °C até 130 °C: ΔT = 105 K, então Q1 = 20 × 1,9 × 105 = 3990 J. Fusão: Q2 = 20 × 250 = 5000 J. Total do HDPE: 3990 + 5000 = 8990 J, ou seja, cerca de 9,0 kJ.
4. Compare. O PET requer cerca de 6,5 kJ e o HDPE cerca de 9,0 kJ, logo o PET precisa de menos energia. Isso confirma a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas. A: o HDPE precisa de mais energia, não de menos, pois o calor latente de fusão de 250 J/g pesa muito. C: a energia depende apenas de massa, Cp, ΔT e calor de fusão, todos fornecidos, então a comparação é possível sem densidade ou cristalinidade. D: os valores são diferentes (6,5 kJ e 9,0 kJ), não praticamente iguais. E: a energia total do PET não é maior, pois ele tem ΔT maior mas calor de fusão menor e Cp menor.

💡 Dica: Calcule a energia necessária para aquecer e fundir cada material.

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Raio-X da questão

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