Ciências da NaturezaTermologia (Calorimetria, Termodinâmica e Propagação de Calor)Médio

Questão de Termologia (Calorimetria, Termodinâmica e Propagação de Calor) — ENEM

Em uma atividade experimental de ciências em uma escola pública, estudantes aquecem amostras de parafina para estudar as mudanças de estado da matéria e a diferença entre calor sensível e calor latente. Eles registram a temperatura a cada minuto e plotam uma curva de aquecimento no papel quadriculado. Durante o aquecimento, os estudantes observam que a temperatura sobe continuamente nos trechos em que a parafina permanece sólida ou permanece líquida, pois o calor fornecido aumenta a agitação das partículas. No entanto, durante a fusão, a temperatura permanece constante em 57 graus Celsius, ponto de fusão da parafina, mesmo com o fornecimento contínuo de calor. Nesse patamar, toda a energia recebida é usada para romper ligações entre as moléculas, e não para elevar a temperatura. Considerando o comportamento descrito na curva de aquecimento e os conceitos envolvidos, qual afirmação descreve corretamente o que ocorre com a energia fornecida durante o patamar de fusão?
AA energia eleva a temperatura da parafina até o ponto de ebulição sem mudar o estado.
BA energia é usada para resfriar as moléculas e deixar o sólido mais organizado.
CA energia aumenta a velocidade média das moléculas, elevando a temperatura do líquido.
DA energia é absorvida pelas moléculas para romper as ligações intermoleculares, mantendo a temperatura constante.
EA energia é completamente perdida para o ambiente, pois a temperatura não muda durante a fusão.

Gabarito comentado

O calor latente de fusão é a energia absorvida para romper as ligações entre as moléculas de um sólido, transformando-o em líquido a temperatura constante. É por isso que a curva de aquecimento apresenta um patamar horizontal no ponto de fusão. Esse fenômeno explica por que gelo e parafina derretem progressivamente sem mudar de temperatura durante a fusão.

Resolução passo a passo

Durante uma mudança de estado, a temperatura permanece constante porque toda a energia fornecida é usada para romper ou formar ligações intermoleculares, não para aumentar a agitação cinética das partículas. Esse calor é chamado calor latente. Na fusão da parafina a 57 °C, o calor latente rompe as ligações do sólido cristalino, transformando-o em líquido sem alterar a temperatura. A primeira opção confunde o patamar de fusão com uma elevação até a ebulição; a segunda inverte o efeito da energia, pois a fusão aumenta a desordem molecular; a terceira descreve o aquecimento do líquido após a fusão, não o que acontece durante ela; a quinta afirma incorretamente que a energia é perdida, quando na realidade ela é armazenada nas ligações do líquido recém-formado. Apenas a quarta opção descreve corretamente o papel da energia durante a mudança de estado.

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