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UDESC Tarde 2008/2
Certa substância, cuja massa é 200 g, inicialmente sólida à temperatura de -10 oC, passa pelas transformações de fase mostradas no gráfico abaixo.
O calor específico na fase sólida, o calor latente de fusão e a temperatura de vaporização dessa substância são, respectivamente:
a
0,5 cal/goC; 10 cal/g; 5oC.
b
0,5 cal/goC; 10 cal/g; 35oC.
c
1,0 cal/goC; 10 cal/g; 35oC.
d
1,0 cal/goC; 10 cal/g; 5oC.
e
1,0 cal/goC; 5,0 cal/g; 35oC.
Ver resposta
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Resposta
B
Resolução
Observando o diagrama T × Q:
- o aquecimento do sólido ocorre de –10 °C até 0 °C, consumindo 1 000 cal (de Q = 0 cal até Q = 1 000 cal);
- a fusão acontece num patamar em 0 °C, de Q = 1 000 cal até Q = 3 000 cal; logo, a fusão consome 2 000 cal;
- a nova rampa (líquido) vai de 0 °C a 35 °C;
- o próximo patamar situa-se em 35 °C, indicando a temperatura de vaporização.
Com a massa m = 200 g:
1. Calor específico na fase sólida
\[ Q_1 = m\,c_s\,\Delta T \Rightarrow c_s = \frac{Q_1}{m\,\Delta T}=\frac{1\,000}{200\times10}=0{,}5\ \text{cal·g}^{-1}\,^{\circ}\text{C}^{-1}. \]2. Calor latente de fusão
\[ L_f = \frac{Q_{fus}}{m}=\frac{2\,000}{200}=10\ \text{cal·g}^{-1}. \]3. Temperatura de vaporização
Lida diretamente no gráfico: 35 °C.
Portanto, a alternativa correta é B.
Dicas
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Observe quantos calorias são necessárias para passar de –10 °C a 0 °C e lembre-se de que m = 200 g.
No patamar de fusão, a diferença horizontal entre o início e o fim indica o calor de fusão total.
A temperatura do segundo patamar corresponde à temperatura de vaporização.
Erros Comuns
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Ler erroneamente a escala do eixo Q e confundir 500 cal com 1 000 cal.
Achar que o primeiro patamar (0 °C) já é vaporização, trocando fusão por ebulição.
Usar a massa total nas fórmulas mas esquecer de dividir para obter o valor por grama.
Revisão
- Calor específico (c): quantidade de calor necessária para variar 1 °C a temperatura de 1 g de substância. Fórmula: \(Q = m\,c\,\Delta T\).
- Calor latente (L): calor que provoca mudança de fase sem variar a temperatura. Fórmula: \(Q = m\,L\).
- Gráfico T × Q: rampas indicam variação de temperatura (usamos calor sensível); patamares horizontais indicam mudança de fase (usamos calor latente). As abscissas dos patamares dão o calor envolvido; a ordenada horizontal dá a temperatura da mudança de fase.
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