Mudanças de estados físicos: exercícios resolvidos

Olá, pessoal, tudo bem? Neste post, vamos resolver juntos 5 questões sobre mudanças de estados físicos que foram cobradas em diferentes vestibulares pelo País. Lápis e papel na mão e vamos juntos!

Relembrando…

Antes de vermos as questões, vamos rever rapidamente alguns conceitos importantes sobre mudanças de estados físicos.

A matéria possui três estados físicos distintos. São eles:

  • Estado gasoso: praticamente não há força de atração entre as partículas. Com isso, tanto volume quanto forma são variáveis;
  • Estado líquido: força de atração maior do que no estado anterior. Possui volume definido, mas forma variável.
  • Estado sólido: elevada força de atração entre as partículas. Forma e volume definidos.

A transição em cada um dos estados também recebe um nome:

  • Condensação: gasoso para líquido;
  • Solidificação: líquido para sólido;
  • Fusão: sólido para líquido;
  • Vaporização: líquido para gasoso;
  • Sublimação: sólido para gasoso de forma direta, ou seja, sem fase líquida.

Por fim, existem duas variáveis que influenciam no estados físicos dos elementos: pressão e temperatura. É justamente a troca (ganho ou perda) de calor que faz com que uma substância passe de uma fase para a outra. Porém, a pressão exercida influencia em todos esses aspectos.

Por exemplo: a temperatura de ebulição da água ao nível do mar (0 m e 1 atm) acontece a 100 ºC. Se aumentarmos a pressão sobre a água, faremos com que sua temperatura de ebulição aumente, tornando mais difícil a troca de estado.

Por outro lado, se reduzirmos a pressão, a temperatura necessária para que a água entre em ebulição é menor. Por isso, em cidades elevadas ou no alto de montanhas, a água ferve em uma temperatura consideravelmente menor.

Revisão feita, vamos às questões!


Questão 1

(UNICAMP) Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema

a) permanece constante, mas o volume do sistema aumenta.
b) permanece constante, mas o volume do sistema diminui.
c) diminui e o volume do sistema aumenta.
d) diminui, assim como o volume do sistema.

RESOLUÇÃO:

A temperatura do sistema permanece constante até que todo o gelo tenha derretido. No entanto, o volume irá diminuir.

Isso acontece pois o gelo é menos denso do que a água. Trata-se de uns raros casos em que a forma sólida de um elemento é menos densa do que sua forma líquida.

Nesta questão, para uma mesma massa de água, o gelo (sólido) acabará ocupando um volume maior do que a forma líquida.

Portanto, quando derrete, o gelo passa a ocupar um volume menor, reduzindo, assim, o volume total do sistema.

RESPOSTA: B


Questão 2

(ENEM) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase, e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera. A transformação mencionada no texto é a:

a) fusão;
b) liquefação;
c) evaporação;
d) solidificação;
e) condensação.

RESPOSTA: C


Questão 3

(UFSM) Quando se está ao nível do mar, observa-se que a água ferve a uma temperatura de 100 °C. Subindo uma montanha de 1.000 m de altitude, observa-se que:

a) a água ferve numa temperatura maior, pois seu calor específico aumenta.
b) a água ferve numa temperatura maior, pois a pressão atmosférica é maior.
c) a água ferve numa temperatura menor, pois a pressão atmosférica é menor.
d) a água ferve na mesma temperatura de 100 °C, independente da pressão atmosférica.
e) a  água não consegue ferver nessa altitude.

RESPOSTA: C


Questão 4

(UFJF) O gráfico abaixo apresenta a variação de temperatura observada ao se aquecer uma substância A, a partir de 25 ºC, em função do tempo.

Assinale a alternativa CORRETA.

  1. a) A faixa de temperatura em que a substância permanece sólida é 25 – 41 ºC.
  2. b) A substância A não é uma substância pura.
  3. c) A temperatura de ebulição da substância A é 41 ºC.
  4. d) A faixa de temperatura em que a substância permanece líquida é 25 – 182 ºC.
  5. e) Em 25 ºC, a substância é um líquido.

RESOLUÇÃO:

  1. a) Correta. Na temperatura entre 25 ºC e 41 ºC a substância permanece sólida, entrando depois em mudança de fase.
  2. b) Incorreta. A substância A é pura, pois apresenta os “patamares de pureza”, ou seja, as mudanças de fase ocorrem em temperatura constante.
  3. c) Incorreta. A temperatura de ebulição (passagem do líquido para o gasoso) ocorre em 182 ºC.
  4. d) Incorreta. A faixa que a substância permanece líquida será de 41 ºC até 182 ºC.
  5. e) Incorreta. Abaixo de 41 ºC a substância será sólida, como indicado no gráfico.

RESPOSTA: A


Questão 5

(CEFET-MG) Um estudante recebeu uma amostra de água pura, sob pressão de 1 atm, inicialmente a 50 °C. A amostra foi submetida ao resfriamento até alcançar 0°C, permanecendo por alguns minutos, nessa temperatura. Posteriormente, foi aquecida e mantida a 100 °C.

Considerando-se que as temperaturas de fusão e ebulição da água pura, a 1 atm, são, respectivamente, 0 e 100 ºC, o gráfico da temperatura em função do tempo que esboça essa transformação é:

RESOLUÇÃO:

Como estamos falando de água pura, o gráfico em questão deve apresentar os patamares de pureza nas temperaturas de 0 ºC e 100 ºC.

Em um primeiro momento, a amostra foi resfriada e, portanto, sua temperatura tornou-se mais baixa. Em seguida, a amostra foi aquecida, ou seja, após permanecer no primeiro patamar de 0 ºC, a temperatura deve aumentar até que chegue a 100 ºC.

RESPOSTA: B


Espero que você tenha entendido um pouco melhor sobre o tipo de questão que a Fuvest costuma cobrar. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!


Curso grátis de Matemática para aprender Física - Prof. Pinguim

Clique aqui e acesse o curso de Matemática para aprender física. Tenho certeza que vai mudar a sua vida!

SAIBA MAIS
Calorimetria e dilatação térmica
Fórmulas e conceitos sobre lançamento oblíquo
✅ Introdução sobre à óptica com exercícios 

Me acompanhe nas redes sociais: curta a minha página no Facebook, me siga no Instagram, se inscreva no Youtube e participe do meu canal oficial no Telegram.

Compartilhar:
Professor Pinguim

Professor Pinguim

A plataforma do Professor Pinguim é dedicada ao ensino da Física e vai te ensinar com uma metodologia completa essa incrível matéria.

1 Comentário

  1. To passando aqui de novo, pois já tinha salvo nos meus
    favoritos para ler depois com calma outras postagens.

Deixe uma resposta