Tópicos de Física 2 - Parte 1-109-111

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107TÓPICO 3 | CALOR SENSÍVEL E CALOR LATENTE
O experimento de Tyndall
Após a leitura da parte teórica, em que entramos 
em contato com situações interessantes, como a 
sobrefusão, a superebulição e o regelo, você deve 
ter pensado em realizar uma atividade experimental 
para reproduzir pelo menos um desses fenômenos 
físicos. O mais fácil de ser reproduzido é o regelo.
Material necessário
• 1 barra grande de gelo;
• 1 fio de aço com apro-
ximadamente 1 metro 
de comprimento;
• 2 corpos iguais e pe-
sados, como dois hal-
teres pequenos (com 
1 kg ou pouco mais).
Procedimento
 I. Amarre cada corpo em uma das extremi-
dades do fio de aço.
 II. Apoie a barra de gelo em dois suportes (como 
duas mesas pequenas) e coloque o fio sobre 
Faça você mesmo
ela de modo que os corpos pesados fiquem 
pendentes.
 III. Observe o fio de aço descendo lentamente 
e atravessando o bloco de gelo. Note a 
“cicatrização” rápida no “corte” deixado 
pelo fio, que deverá ser retirado por baixo 
da barra sem que ela seja dividida em duas 
partes. Cuide para que os corpos pesados 
não caiam no chão.
Desenvolvimento
 1. O que ocorre com a parte do gelo que recebe a 
pressão do fio de aço?
 2. Como o fio consegue passar pelo gelo?
 3. Após a passagem do fio, o que ocorre com a 
água? Explique sua resposta.
 4. Procure na parte teórica um diagrama que pos-
sa ilustrar o ocorrido e discuta com seus cole-
gas o fenômeno do regelo, tentando explicá-lo 
por meio desse gráfico.
 5. Por que a barra de gelo não se dividiu em duas 
partes? Converse com seus colegas, levantan-
do hipóteses a respeito.
Use luvas de proteção ao manusear 
o gelo e o fio de aço.
Nível 1Exercícios
 99. Leia as afirmativas a seguir.
(01) A sublimação de uma substância correspon-
de à sua passagem do estado sólido para o 
estado líquido.
(02) A temperatura de sublimação de uma subs-
tância cresce com o aumento de pressão.
(04) Gelo-seco é a denominação comercial do dió-
xido de carbono (CO2 sólido). Quando este é 
deixado sobre uma mesa, vai “desaparecen-
do”. A explicação é que ele está sublimando.
(08) A passagem de uma substância do estado sólido 
para o gasoso, ou vice-versa, sem que se trans-
forme em líquido, é denominada sublimação.
Dê como resposta a soma dos valores associa-
dos às afirmativas corretas.
 100. A temperatura do ponto triplo corresponde:
a) ao conjunto do zero absoluto, da temperatura 
de fusão e da temperatura de ebulição de uma 
substância.
b) à temperatura em que uma substância pode 
ter suas fases líquida, de vapor e de gás coe-
xistindo em equilíbrio.
c) à temperatura crítica de uma substância.
d) à coexistência, em equilíbrio, das fases sólida, 
líquida e de vapor de uma mesma substância.
e) Nenhuma das afirmações anteriores está correta.
 101. Para liquefazer um gás, deve-se:
a) comprimi-lo isotermicamente a uma tem-
peratura acima da crítica.
b) apenas levá-lo a uma temperatura abaixo 
da crítica.
c) simplesmente comprimi-lo, qualquer que 
seja sua temperatura.
d) diminuir sua temperatura abaixo da crítica 
e, se necessário, comprimi-lo.
e) É impossível liquefazer um gás.
E.R.
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 Resolução:
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2
1
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sólido líquido
PT
PC
vapor
gás
Observando o diagrama de fases acima, se 
a substância está inicialmente no estado 
gasoso, há duas possibilidades para lique-
fazê-la, dependendo da pressão do gás:
1. Se o gás está inicialmente no ponto 1, de-
vemos apenas diminuir a sua temperatu-
ra suficientemente para que ele passe do 
estado gasoso para o estado líquido.
2. Se o gás está inicialmente no ponto 2, de-
vemos primeiramente diminuir sua tem-
peratura abaixo da temperatura crítica (uc) 
e, em seguida, aumentar a pressão do 
gás. Para aumentar a pressão do gás, é 
necessário comprimi-lo.
Resposta: alternativa d.
 102. Experimentos realizados com água levaram à 
construção do diagrama de estado representado 
na figura a seguir, que não foi feita em escala 
correta.
0 0,0098 100
A
E
B
F
C
D
365
4,579
760
P
(mmHg)
temperatura
(¼C)
Nesse gráfico podemos observar as curvas da 
fusão-solidificação (linha divisória entre os es-
tados sólido e líquido), da vaporização-liquefa-
ção (linha divisória entre os estados líquido e 
vapor) e da sublimação-ressublimação (linha 
divisória entre os estados sólido e vapor). En-
contramos ainda o ponto triplo (ponto de equi-
líbrio dos estados sólido, líquido e gasoso) e 
a temperatura crítica (acima da qual o vapor 
torna-se gás).
Podemos afirmar que:
a) No ponto A encontramos a água nos estados 
líquido e gasoso.
b) No ponto B encontramos a água nos estados 
sólido e gasoso.
c) No ponto C encontramos a água no estado 
líquido.
d) No ponto D a água encontra-se apenas no 
estado gasoso.
e) No ponto E encontramos gelo e água no es-
tado de vapor.
 103. O diagrama de estado de uma substância é es-
quematizado abaixo:
u
p
K
B
Z C
A
D
Agora, leia as afirmativas:
(01) Na região A, a substância encontra-se no 
estado sólido.
(02) Na região B, a substância encontra-se no 
estado líquido.
(04) Nas regiões C e D, a substância encontra-se 
no estado de vapor.
(08) K é o ponto triplo e Z, o ponto crítico dessa 
substância.
(16) Na região D, a substância não pode ser li-
quefeita por mera compressão isotérmica.
(32) A curva que liga os pontos Z e K chama-se 
curva da sublimação, pois separa as regiões 
de líquido e vapor.
Dê como resposta a soma dos valores associa-
dos às afirmativas corretas.
 104. (Unesp-SP) A liofilização é um processo de de-
sidratação de alimentos que, além de evitar que 
seus nutrientes saiam junto com a água, diminui 
bastante sua massa e seu volume, facilitando o 
armazenamento e o transporte. Alimentos liofi-
lizados também têm seus prazos de validade 
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aumentados, sem perder características como 
aroma e sabor.
O processo de liofilização segue as seguintes 
etapas:
I. O alimento é resfriado até temperaturas abai-
xo de 0 8C, para que a água contida nele seja 
solidificada.
II. Em câmaras especiais, sob baixíssima pressão 
(menores do que 0,006 atm), a temperatura do 
alimento é elevada, fazendo com que a água 
sólida seja sublimada. Dessa forma, a água 
sai do alimento sem romper suas estruturas 
moleculares, evitando perdas de proteínas e 
vitaminas.
O gráfico mostra parte do diagrama de fases 
da água e cinco processos de mudança de 
fase, representados pelas setas numeradas 
de 1 a 5.
A alternativa que melhor representa as etapas do 
processo de liofilização, na ordem descrita, é
a) 4 e 1
b) 2 e 1
c) 2 e 3
d) 1 e 3
e) 5 e 3
Exercícios Nível 2
 105. “A cachoeira do Escorrega, observada na foto, 
está localizada na região de Visconde de Mauá, 
alto da Serra da Mantiqueira, na divisa com o 
Parque Nacional de Itatiaia, entre os estados 
de Minas Gerais e Rio de Janeiro. Nessa região, 
cuja altitude é de 1 200 metros, encontramos 
diversos rios, cachoeiras e piscinas naturais 
de águas límpidas e cristalinas. Perfeito para 
combater o estresse do dia a dia da cidade 
grande.”
E.R.
Após ler o anúncio, um vestibulando passou 
a sonhar com um passeio por esse lindo 
local. Fechou os olhos e sentiu a brisa em 
seu rosto enquanto deslizava pela pedra 
molhada. No entanto, a necessidade de es-
tudar trouxe-o de volta à realidade. Olhou 
em seu livro e encontrou um exercício que 
trazia o seguinte texto, acompanhado de 
uma tabela.
Sabe-se que a temperatura de ebulição da 
água, em uma panela sem tampa, é funçãoda pressão atmosfera local. Na tabela da 
página seguinte, encontramos a tempera-
tura de ebulição da água em diferentes 
pressões. Ao nível do mar (altitude zero), a 
pressão atmosférica vale 76 cmHg e ela di-
minui 1,0 cmHg para cada 100 metros que 
aumentamos a altitude.
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