CALOR LATENTE & MUDANÇA DE FASE

Descubra os Mistérios dos Estados Físicos da Matéria

Explore o universo fascinante da química com nosso novo vídeo sobre os Conceitos Introdutórios sobre o Estado Físico da Matéria. Já se perguntou por que as substâncias se apresentam de formas tão distintas, como gelo sólido, água líquida ou vapor gasoso?

Este conteúdo abrangente e didático foi criado para desmistificar as propriedades e comportamentos dos três estados fundamentais da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Neste vídeo, você vai aprender:

• As características essenciais de cada estado: Compreenda as diferenças na organização e movimento das partículas em sólidos, líquidos e gases.

• Processos de mudança de estado: Explore os fenômenos de fusão, solidificação, vaporização, condensação e sublimação, entendendo o que os impulsiona.

• Exemplos práticos e cotidianos: Conecte a teoria com o seu dia a dia, observando como os estados da matéria se manifestam ao seu redor.

Ideal para estudantes, educadores e curiosos, este vídeo é o ponto de partida perfeito para quem busca uma base sólida em química e física. Prepare-se para ver a matéria de uma nova forma!

Assista agora e aprofunde seu conhecimento sobre os estados físicos da matéria!

link para a aula  https://youtu.be/tb1obLkiUhk

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1.CEFET Considere três materiais A, B e C que, na temperatura de 25º C, são líquidos e imiscíveis entre si. Cada um deles passou, em separado, por dois experimentos para construção de curvas de aquecimento, conforme detalhado a seguir. 

Experimento 1: A, B e C, inicialmente no estado sólido, foram submetidos, isoladamente, ao aquecimento gradual, partindo da mesma temperatura e condição de pressão. As curvas obtidas nesse experimento estão representadas no gráfico abaixo.

Experimento 2: as condições iniciais do Experimento 1 foram mantidas, porém, aumentando-se em três vezes o volume do material B em relação ao que foi utilizado. De novo, os três materiais foram aquecidos gradualmente. 

 

Baseando-se na análise dos experimentos e no seu conhecimento sobre as propriedades dos materiais, julgue as afirmativas abaixo como verdadeiras (V) ou falsas (F). 

( ) A temperatura de fusão do material B foi maior no experimento 2 do que no 1. 

( ) O material A aquece mais rapidamente que o material C. 

( ) Os três materiais são substâncias puras. 

( ) A mistura de B e C, a 25º C, pode ser separada, utilizando funil de decantação. 

( ) O material B possui maior temperatura de fusão que o material C. 

 A sequência correta é 

 A) (F), (V), (F), (V), (V). 

B) (F), (V), (V), (V), (F). 

C) (V), (F), (V), (F), (F). 

D) (V), (F), (F), (F), (V). 

 Link para resolução  https://youtu.be/RukptshyfWg

2. UFU Silvia era moradora da cidade de Santos, nível do mar, litoral de São Paulo, e mudou-se para uma cidade no alto da Serra da Mantiqueira, no interior de Minas Gerais. Ela continuou usando o mesmo fogão e a mesma panela comum para cozinhar batatas, mas percebeu que, com a mesma quantidade de água e o mesmo tempo de cozimento, as batatas passaram a ficar menos cozidas do que quando preparadas em Santos. Do ponto de vista físico, qual é o procedimento a ser adotado por Silvia para resolver seu problema?

A) Aumentar a vazão do gás, ampliando a chama do fogão, pois quanto mais calor fornecer à água maior será sua temperatura de ebulição.

B) Passar a usar uma panela de pressão, pois a água, nessa condição, entrará em ebulição a uma temperatura mais alta.

C) Colocar mais água na panela, pois isso aumentará a capacidade térmica do conjunto.

D) Acrescentar sal de cozinha à água, pois isso reduzirá sua temperatura de ebulição.

Link para resolução  https://youtu.be/F3FciQ3eOVg

3.BAHIANA Nascida em Budapeste, em 1900, Mária Telkes se graduou em físicoquímica e dedicou boa parte de sua vida ao estudo do uso de energia solar para fins práticos. Ela é considerada uma das fundadoras dos sistemas de armazenamento térmico solar, o que lhe conferiu o apelido de “Rainha do Sol”. Em 1953, essa cientista recebeu uma doação da Fundação Ford, de 45 mil dólares, para desenvolver um forno movido a energia solar para que pessoas que careciam de tecnologia em todo o mundo pudessem aquecer materiais. Telkes teve sucesso com um design capaz de atingir temperatura de 365° F em ambiente externo. O resultado foi útil, inclusive, em reservas indígenas remotas.

 

Considere que 200,0 g de água líquida, inicialmente a 30,0°C, são colocados em contato térmico com este forno, a 365°F, por tempo suficiente até atingir equilíbrio térmico, compondo um sistema isolado.

 Com base nessas informações, pode-se afirmar que na configuração de equilíbrio teríamos:

a.            200,0 g de água a 59,0°C.

b.            180,0g de água e 20,0 g de vapor a 100,0°C.

c.            50,0g de água e 150,0 g de vapor a 100,0°C.

d.            200,0 g de vapor a 135,0°C.

e.            200,0 g de vapor a 185,0°C.

Link para resolução https://youtu.be/KGqkrMEkmUA

4.CEFET Em um laboratório de química, foi realizado um experimento para analisar o comportamento térmico de dois compostos diferentes: A, inicialmente líquido, e B, inicialmente sólido. Durante o experimento, o composto líquido foi resfriado de uma temperatura inicial de 74 °C para 29 °C, enquanto o composto sólido foi aquecido de uma temperatura inicial de 8 °C para 88 °C. Esse monitoramento de temperatura foi conduzido ao longo de aproximadamente 30 minutos pelos estudantes. A professora da turma pediu que os dados obtidos para os dois compostos fossem representados em um único gráfico, que relaciona a temperatura (°C) com o tempo (min).

Sobre esse experimento, a professora anotou diferentes conclusões obtidas por seus estudantes: 

I. O composto A sofreu condensação. 

II. O composto B sofreu fusão e ebulição. 

III. A temperatura de fusão do composto B é menor que a temperatura de fusão do composto A. 

IV. O composto A se solidificou ao mesmo tempo em que B passou para o estado gasoso. 

V. A mudança de estado físico de B iniciou mais rapidamente do que a de A. 

VI. O composto A está puro enquanto o composto B está impuro. 

VII. A e B são substâncias simples. 

VIII. A temperatura de ebulição de B coincide com a temperatura de solidificação de A. 

IX. A 30 °C, os dois compostos se encontram no estado líquido. 

X. Ao final do experimento, A estava no estado sólido e B, no estado gasoso. 

Estão corretas apenas as conclusões 

A) I, II, V, VI e VII. 

B) I, III, IV, VII e IX. 

C) II, III, V, VIII e X. 

D) IV, VI, VIII, IX e X. 

 link para resolução https://youtu.be/35Cm5Fs6rd0

5.UFU Sílvia era moradora da cidade de Santos, nível do mar, litoral de São Paulo, e mudou-se para uma cidade no alto da Serra da Mantiqueira, no interior de Minas Gerais. Ela continuou usando o mesmo fogão e a mesma panela comum para cozinhar batatas, mas percebeu que, com a mesma quantidade de água e o mesmo tempo de cozimento, as batatas passaram a ficar menos cozidas do que quando preparadas em Santos.

Do ponto de vista físico, qual é o procedimento a ser adotado por Silvia para resolver seu problema?

a)     Aumentar a vazão do gás, ampliando a chama do fogão, pois quanto mais calor fornecer à água maior será sua temperatura de ebulição.

b)     Passar a usar uma panela de pressão, pois a água, nessa condição, entrará em ebulição a uma temperatura mais alta.

c)     Colocar mais água na panela, pois isso aumentará a capacidade térmica do conjunto.

d)     Acrescentar sal de cozinha à água, pois isso reduzirá sua temperatura de ebulição.

link para resolução   https://youtu.be/GvppiuNNDbU

6. CEFET Uma família está reunida em uma sala bem aquecida em um dia de inverno. Lá fora, a temperatura está muito baixa. Após algum tempo, eles percebem que as janelas de vidro da sala começam a ficar embaçadas por dentro, dificultando a visão através do vidro.

Nessa situação, as janelas ficam embaçadas porque

A) o ar quente da sala se expande, forçando a saída de calor através do vidro e formando uma camada de neblina.

B) o vidro frio atrai as moléculas de água do ar quente, produzindo uma fina camada de gelo que causa o embaçamento.

C) o calor interno da sala aquece o vidro, causando uma rápida evaporação da umidade, que forma neblina na superfície.

D) o vapor de água do ar quente se condensa ao entrar em contato com a superfície fria do vidro, formando gotículas.

link para resolução  https://youtu.be/yvPzO8-TmBw

7. ENEM Aquecedores solares são equipamentos utilizados para o aquecimento de água pelo calor do Sol. São compostos por coletores solares, nos quais ocorre o aquecimento da água, e por um reservatório térmico, em que é armazenada a água quente para ser utilizada posteriormente. A figura ilustra esquematicamente como funciona esse equipamento.

 

O processo pelo qual ocorre transferência de calor dos coletores solares para o reservatório térmico é a

A.        difusão. 

B.        absorção. 

C.        condução. 

D.        irradiação. 

E.        convecção.

link para resolução  https://youtu.be/XnqJu2voyNY

8.FGV Duas panelas, uma de pressão e outra comum aberta, estão sendo usadas para cozinhar quantidades iguais de mesmo alimento. Assinale a afirmação correta.

A.     Na panela comum, o alimento é cozido mais lentamente porque o vapor escapa e a água ferve a uma temperatura inferior a 100°C.

B.     O alimento é cozido mais rapidamente na panela de pressão porque, embora a água em seu interior ferva à 100°C, a pressão interna é maior que 1 atm.

C.    Em ambas as panelas, a água ferve à 100°C, mas a espessura maior da panela de pressão permite que ela retenha mais calor.

D.    A válvula de escape da panela de pressão impede que seu interior atinja pressão superior a 1 atm, mas o vapor concentrado dentro dela faz com que o alimento seja cozido mais rapidamente.

E.     O alimento é cozido mais rapidamente na panela de pressão porque a água em seu interior ferva a uma temperatura superior a 100°C.

link para resolução    https://youtu.be/wKwdqoiWLno

9. CEFET Sobre o esquema seguinte, que representa um modelo cinético molecular de uma mesma substância, foram feitas quatro afirmações:

 

 I-     Ao passar da fase B para a C, o sistema absorve calor.

II-     O grau de agitação molecular em A é maior que em B.

III-    O processo II ocorre com liberação de calor.

IV-    No processo I, ocorre o fenômeno da fusão.

Estão corretas apenas as afirmativas

A.  I e II.

B.  I e IV.

C. II e III.

D. III e IV.

link para resolução  https://youtu.be/fQAS7m22-Zc

10. ENEM Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto. No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente 

A somente do calor latente de vaporização. 

B somente do calor latente de condensação. 

C do calor sensível e do calor latente de vaporização. 

D do calor sensível e do calor latente de condensação. 

E do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização.

link para resolução https://youtu.be/e8jIOcScBtY

11. UFPR O gráfico ao lado, obtido experimentalmente, mostra a curva de aquecimento que relaciona a temperatura de uma certa massa de um líquido em função da quantidade de calor a ele fornecido. Sabemos que, por meio de gráficos desse tipo, é possível obter os valores do calor específico e do calor latente das substâncias estudadas. Assinale a alternativa que fornece corretamente o intervalo em que se pode obter o valor do calor latente de vaporização desse líquido. 

A.           AB. 

B.           BD. 

C.           DE. 

D.           CD. 

E.           EF.

 link para resolução   https://youtu.be/nYVw43douog

12.INSPER Em um experimento, determinada massa de chumbo, inicialmente no estado sólido, recebeu calor de uma fonte de potência constante até que fosse integralmente transformada em chumbo no estado líquido. O gráfico mostra como variou a temperatura (θ) dessa massa de chumbo em função da quantidade de calor (Q) recebida por ela. 

Considerando os valores 0,03 cal/(g · ºC) para o calor específico do chumbo sólido e 6 cal/g para o calor latente de fusão do chumbo, a massa de chumbo fundida nesse experimento foi de 

(A) 80 g. 

(B) 100 g. 

(C) 120 g. 

(D) 200 g. 

(E) 240 g

link para resolução  https://youtu.be/R0ST7cpw2j4

13.UEA Nos últimos anos, banhos no gelo tornaram-se populares entre esportistas, especialmente corredores, triatletas e jogadores de futebol. O mergulho em água muito fria (entre 10 e 15 graus Celsius) por cerca de 5 a 10 minutos ajuda a reduzir a inflamação e o inchaço, aliviar dores musculares e, por causa disso, acelera a recuperação após um jogo ou uma prova de longa distância. (https://forbes.com.br. Adaptado.) 

Um esportista deseja obter água a 10 ºC em uma banheira que, inicialmente, contém 3,0 × 10⁵ g de água a 25 ºC e que está em equilíbrio térmico com a banheira. Desprezando perdas de calor para o ambiente e considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/(g · ºC), o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e a capacidade térmica da banheira igual a 6,0 × 10⁴ cal/ºC, a quantidade de gelo a 0 ºC que deve ser colocada na água contida na banheira para que o conjunto atinja o equilíbrio térmico a 10 ºC é 

(A) 50 kg. 

(B) 60 kg. 

(C) 40 kg. 

(D) 70 kg. 

(E) 30 kg.

link para resolução https://youtu.be/uoRjoDnmsQ4

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1.UNIFEI Uma pesquisadora pretende analisar as características de um determinado material a partir de seu comportamento quando aquecido. O gráfico a seguir descreve a variação da temperatura de 1,0 grama desse material com o passar do tempo e a tabela apresenta valores de referência para várias substâncias.

Ao avaliar as informações contidas no gráfico e com o auxílio tabela, a pesquisadora elabora quatro afirmações. São elas:

I. O material é o ferro.

II. O calor específico do material vale 0,038 cal/g.ºC.

III. Se a massa de material que está sendo aquecida fosse duplicada, o calor específico também seria duplicado.

IV. Se a massa de material que está sendo aquecida fosse duplicada, a quantidade de calor para fazê-lo mudar de estado também seria duplicada.

Estão corretas a(s) afirmação(ões):

a) I apenas.

b) II apenas.

c) III apenas.

d) IV apenas.

e) II e III, apenas.

link para resolução  https://youtu.be/gQVi66ZuJq0

2. PISM  Quando fornecemos calor a um bloco de gelo suas partículas absorvem energia, com consequente aumento de temperatura. Porém, existe uma temperatura em que a estrutura molecular do gelo não consegue manter-se (temperatura de fusão) e ao atingir essa temperatura, a organização molecular  do gelo não consegue manter-se (temperatura de fusão) e ao atingir essa temperatura, a organização molecular modifica-se. O calor  recebido nesta fase é usado para realizar a mudança de fase, de sólido para líquido. Após a fusão do gelo, se é fornecido mais calor, a temperatura do líquido aumenta. Um exemplo desse processo é descrito pelo gráfico abaixo. Considere que o calor de fusão do gelo é 80 cal/g e que o calor específico da água é de 1 cal/g°C, Determine:  

A) Qual a massa de gelo usada no processo?

B) Qual o calor específico do gelo? 

C) Qual a quantidade total de calor usado em todo o processo? 

link para resolução   https://youtu.be/ecMqcY6Hgxg

RESPOSTAS

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1.A    2.D    3.E    4.D    5.B    6.D    7.E    8.E    9.D    10.D    11.C    12.e      13.B

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1.E     2.A. 100 g,  B. 0,5 cal/g°C   C. 12,5 Kcal