Em um recipiente termicamente isolado e mantido a pressão constante, são colocados 138 g de etanol líquido. A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um recipiente termicamente isolado e mantido a pressão constante, são colocados 138 g de etanol líquido. A seguir, o etanol é aquecido e sua temperatura T é medida como função da quantidade de calor Q a ele transferida. A partir do gráfico de T×Q, apresentado na figura abaixo, pode-se determinar o calor específico molar para o estado líquido e o calor latente molar de vaporização do etanol como sendo, respectivamente, próximos de [IMAGEM] [FUVEST 2013 - Questão 13] FUVEST - 2013
- A) 0,12 kJ/(mol°C) e 36 kJ/mol.
- B) 0,12 kJ/(mol°C) e 48 kJ/mol.
- C) 0,21 kJ/(mol°C) e 36 kJ/mol.
- D) 0,21 kJ/(mol°C) e 48 kJ/mol.
- E) 0,35 kJ/(mol°C) e 110 kJ/mol.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converta a massa em mol. A massa molar do etanol (C2H5OH) é 46 g/mol, então n = 138 g / 46 g/mol = 3 mol.
- Identifique no gráfico T×Q os dois tipos de trecho. Há um trecho inclinado, em que o etanol líquido apenas se aquece, e um patamar horizontal, em que a temperatura permanece constante enquanto ocorre a vaporização.
- Calcule o calor latente molar a partir do patamar. No patamar, todo o calor fornecido vai para a mudança de estado. Lendo o intervalo de Q correspondente a esse patamar na figura, obtém-se o calor total de vaporização. Dividindo esse valor pelos 3 mol, chega-se a cerca de 36 kJ/mol. Essa é a alternativa A.
- Calcule o calor específico molar do líquido a partir do trecho inclinado. Para um aquecimento sem mudança de estado, Q = n × c × ΔT, logo c = Q / (n × ΔT). Usando a variação de Q e de T nesse trecho do gráfico e o valor n = 3 mol, obtém-se cerca de 0,12 kJ/(mol°C).
- Confirme o resultado. O par 0,12 kJ/(mol°C) e 36 kJ/mol aparece somente na alternativa A, que é o gabarito.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B mantém o calor específico correto, mas erra o calor latente, que não corresponde ao patamar dividido por 3 mol. A alternativa C acerta o latente, mas o calor específico de 0,21 kJ/(mol°C) indica leitura errada da inclinação do trecho líquido. A alternativa D combina dois erros: o calor específico de 0,21 e o latente de 48 kJ/mol. A alternativa E apresenta valores muito altos, que não correspondem a nenhuma divisão correta por 3 mol do patamar.
💡 Dica: Use o gráfico para calcular o calor específico e o calor latente a partir das inclinações e segmentos constantes.
Alternativa por alternativa
Incorreta. Os valores de calor específico e latente não correspondem aos do gráfico.
O aluno calcula bem o calor específico a partir do trecho líquido, mas lê mal o patamar de vaporização, obtendo um calor total que, dividido por 3 mol, dá 48 kJ/mol em vez de 36 kJ/mol. Pode também ter tomado um intervalo de Q diferente do patamar.
Por que engana: Confundir os valores de calor específico e calor latente, escolhendo a alternativa que apresenta um valor incorreto para um dos dois.
O aluno acerta o calor latente, mas erra a leitura do trecho inclinado: pode ter usado a variação de temperatura ou de calor de outro intervalo, ou esquecido de dividir pela quantidade de matéria em mol, o que dá 0,21 kJ/(mol°C).
O aluno erra simultaneamente o calor específico, lendo mal a inclinação, e o calor latente, lendo mal o patamar. Mostra falta de verificação cruzada dos dois resultados.
O aluno não converte corretamente o calor total em calor molar, usando valores que se aproximam da massa em gramas ou do calor total sem dividir por 3 mol. Assim obtém 110 kJ/mol e um calor específico exagerado de 0,35 kJ/(mol°C).
Raio-X da questão
calor específico, calor latente, vaporização
avaliacao
calor específico · calor latente
Revisar conceitos de calor específico, calor latente e interpretação de gráficos de temperatura versus calor.
Confundir os valores de calor específico e calor latente, escolhendo a alternativa que apresenta um valor incorreto para um dos dois.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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