Questão 63
UNICAMP 2018
(UNICAMP - 2018 - 1ª FASE)
Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema
permanece constante, mas o volume do sistema aumenta.
permanece constante, mas o volume do sistema diminui.
diminui e o volume do sistema aumenta.
diminui, assim como o volume do sistema.
Gabarito:
permanece constante, mas o volume do sistema diminui.
Resolução:
Primeiramente teremos a transformação da água no estado sólido (gelo) em água no estado líquido, como mostra a reação abaixo:
H2O(s) --------> H2O(l)
Para que essa reação ocorra é necessário haver absorção de energia sendo uma reação endotérmica. Contudo, essa energia térmica absorvida só servirá para mudar a água de seu estado físico (sólido para líquido) e não será um calor utilizado para mudança de temperatura, o que configura o calor latente. Dessa forma, podemos afirmar que a temperatura não irá ser alterada mantendo contante a 0 oC.
Para entendermos o que ocorre com o volume do sistema:
Sabemos que a massa do gelo será equivalente a massa de água que sofrerá fusão
Pela relaçao da densidade
Substituindo teremos:
e
Como a densidade do gelo é menor que a densidade da água, teremos que:
Então:
E portanto:
Assim, o volume do sistema irá diminuir.