A figura ao lado apresenta a curva de aquecimento de de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que calor é fornecido a uma velocidade constante de . Admite-se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas uma fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura:

  • I. No segmento PQ ocorre aumento da energia cinética das moléculas.

  • II. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial.

  • III. O segmento QR é menor que o segmento ST porque o calor de fusão da substância é menor que o seu calor de vaporização.

  • IV. O segmento RS tem inclinação menor que o segmento PQ porque o calor específico do sólido é maior que o calor específico do líquido.

Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S):


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ITA IIIT 08/12/2022, 20:14
$• \ \text{Afirmativa I:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$ O segmento $PQ$ compreende um aumento da temperatura, consequentemente, da energia de agitação das moléculas, isto é, o aumento da energia cinética das moléculas. $• \ \text{Afirmativa II:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$ O segmento $QR$ representa a fase de transição sólido para líquido, momento em que o calor recebido é convertido em energia potencial (para rompimento/rearranjo de interações) das moléculas visando a transição de fase. $• \ \text{Afirmativa III:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$ Como o valor é fornecido a velocidade constante, sabemos que:\begin{matrix} \dfrac{\Delta H}{\Delta t} = 500 \ \pu{cal min^{-1}} \end{matrix}Visto que o período de transição de fase para vaporização é expressivamente maior que o da fusão, constata-se que o calor de fusão é menor. $• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$ A princípio, vamos pensar na inclinação, olhando para o gráfico, ela é dada por:\begin{matrix} \tan{\alpha} = \dfrac{\Delta \Theta}{\Delta t} \end{matrix}Por outro lado, pensando no calor específico,\begin{matrix} c = \dfrac{\Delta H}{m \Delta \Theta} &\Rightarrow& \tan{\alpha} = \dfrac{\Delta H}{m c\Delta t} \end{matrix}Conforme fornecimento a velocidade constante de calor,\begin{matrix} \tan{\alpha} = \dfrac{500}{m c} \end{matrix}Considerando $m$ constante em ambos os casos, nota-se que para uma maior inclinação, deve-se ter um menor calor específico. Analogamente, para uma menor inclinação, deve-se ter um maior calor específico. Portanto, para que $RS$ tenha uma inclinação menor, o calor específico do líquido deve ser maior.\begin{matrix}Letra \ (E) \end{matrix}
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