Questão FC714471
Alguns cubos de gelo feitos de água pura foram retirados de um freezer a uma temperatura θ < 0 ºC e deixados dentro de um copo inicialmente vazio, à temperatura ambiente, sobre uma
Termologia
VUNESP · 2025
Alguns cubos de gelo feitos de água pura foram retirados de um freezer a uma temperatura θ < 0 ºC e deixados dentro de um copo inicialmente vazio, à temperatura ambiente, sobre uma pia de uma cozinha, no nível do mar. A imagem mostra esses cubos durante o processo de fusão, em que coexistem os estados sólido e líquido da água dentro do copo.
(Imagem gerada por IA. https://designer.microsoft.com. Adaptado.)
Nessa situação, o sistema está a uma temperatura
- θ = 0 ºC, pois há gelo e água líquida, simultaneamente, dentro do copo.
- θ > 0 ºC, pois no nível do mar o gelo derrete-se em temperaturas positivas na escala Celsius.
- θ > 0 ºC, pois já há água líquida dentro do copo.
- θ < 0 ºC, pois no nível do mar o gelo derrete-se em temperaturas negativas na escala Celsius.
- θ < 0 ºC, pois ainda há gelo no copo.
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Gabarito
A
Comentário do professor
Ao haver simultaneamente gelo e água líquida em equilíbrio térmico, o sistema está na temperatura de fusão da água. Em condições ao nível do mar (pressão aproximada de 1 atm), essa temperatura é \(0^\circ\text{C}\).
Portanto, \(\theta = 0^\circ\text{C}\). A presença de ambos os estados indica que a troca de calor alimenta a mudança de fase, não alterando a temperatura enquanto houver coexistência.
Isso ocorre porque a energia absorvida serve para fornecer a entalpia de fusão, e não para elevar a temperatura do sistema até que todo o gelo tenha derretido.
Em resumo: coexistência sólido-líquido em equilíbrio implica temperatura fixa igual ao ponto de fusão da substância, aqui \(0^\circ\text{C}\).
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