Exercícios sobre estados físicos da água
Teste os seus conhecimentos por meio desta lista de exercícios sobre os estados físicos da água, bem como sobre os seus processos de mudança.
Publicado por: Stéfano Araújo NovaisQuestões
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Questão 1
(Unitins) Em um dia de muito calor na cidade de Palmas - TO, Pedro estendeu suas roupas recém lavadas no varal de sua residência. Por volta do meio dia, ele estava preparando uma deliciosa panela de arroz e, quando estava cozido, levantou a tampa da qual começaram a pingar gotas d’água.
Analisando as atividades realizadas por Pedro, as mudanças de fase de agregação da matéria são, respectivamente,
A) ebulição e solidificação.
B) condensação e evaporação.
C) fusão e condensação.
D) evaporação e sublimação
E) evaporação e condensação.
Alternativa E.
Para secar a água das roupas, que estão estendidas no varal sob o Sol, a água sofre uma evaporação, que se trata de uma vaporização lenta, que ocorre abaixo da temperatura de ebulição.
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Questão 2
(UFV)
Recentemente, astrônomos fizeram uma descoberta interessante a respeito de uma das luas do quinto planeta do Sistema Solar, o planeta Júpiter. Leia o fragmento da reportagem a seguir.
O conhecimento de Júpiter é fundamental para a compreensão de como os planetas gigantes gasosos e seus satélites se formam e evoluem. Astrônomos detectaram, pela primeira vez, evidências de vapor d’água na atmosfera de Ganimedes, a lua de Júpiter, considerada a maior do sistema solar. O vapor d’água se forma quando o gelo da superfície da lua passa de sólido a gasoso. A descoberta foi publicada na revista Nature Astronomy.
(ROCHA, Lucas. Hubble detecta vapor de água na atmosfera de Ganimedes, lua de Júpiter. CNN Brasil. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/hubbledetecta-vapor-de-agua-na-atmosfera-de-ganimedes-lua-de-jupiter/. Acesso em: 01 set. 2021.)
Considerando o trecho sublinhado da reportagem acima, pode-se concluir que a mudança de estado físico sofrida e a condição para que ela ocorra é a:
A) condensação, com respectiva liberação de calor.
B) vaporização, com respectiva absorção de calor.
C) solidificação, com respectiva liberação de calor.
D) sublimação, com respectiva absorção de calor.
Alternativa D.
O trecho sublinhado deixa claro que a água presente na superfície da lua passa direto do sólido para o estado gasoso, o que caracteriza uma sublimação. Ocorre absorção de calor, pois é necessário energia para afastar as moléculas (romper as interações intermoleculares) do sólido até que atinjam o espaçamento comum das moléculas no estado gasoso.
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Questão 3
(PUC-MG) Considere as seguintes afirmativas:
I – O gelo é menos denso que a água porque sua relação massa e volume é menor que a relação massa e volume da água.
II – Um litro de água líquida tem mais massa que um litro de água sólida.
III – A densidade de um material independe de sua massa.
São verdadeiras as afirmativas:
A) I e II, apenas.
B) I e III, apenas.
C) II e III, apenas.
D) I, II e III.
Alternativa A.
A afirmativa III está incorreta, pois a densidade é a relação entre a massa e o volume de uma substância. Dessa forma, o valor da densidade é dependente da massa.
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Questão 4
(Uece) No segundo semestre do ano, é comum ocorrer baixa umidade relativa do ar, ou seja, baixa concentração da substância H2O no ar.
Em relação ao estado da água na situação acima descrita, é correto afirmar que está
A) no estado gasoso.
B) na forma de gotas de chuva.
C) no estado sólido.
D) em transição do sólido para o líquido.
Alternativa A.
No ar atmosférico, a água está presente no estado gasoso, assim como as demais substâncias constituintes do nosso ar atmosférico. Percebe-se que a água está gasosa, pois, ao encontrar uma superfície mais fria, como as paredes externas de um copo com bebida gelada, ela condensa-se (retorna ao estado líquido).
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Questão 5
No estado sólido, as moléculas de água organizam-se em uma estrutura cristalina hexagonal decorrente das ligações de hidrogênio. Essa organização espacial faz com que o gelo apresente uma propriedade anômala em relação à maioria das substâncias. Essa propriedade caracteriza-se por:
A) aumentar a densidade da água ao congelar, fazendo o gelo afundar na água líquida.
B) tornar a capacidade térmica do gelo infinitamente superior à capacidade térmica da água líquida.
C) diminuir o volume da massa de água ao passar para o estado sólido.
D) romper completamente todas as ligações de hidrogênio devido ao congelamento.
E) apresentar menor densidade no estado sólido do que no estado líquido.
Alternativa E.
A estrutura aberta (hexagonal) dos cristais de gelo acaba aumentando o espaço entre as moléculas, deixando mais espaços vazios. Dessa forma, ao solidificar-se, a água mantém a sua massa, mas expande seu volume, fazendo sua densidade cair.
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Questão 6
Quando a água líquida é aquecida em uma panela aberta ao nível do mar, ela entra em ebulição a 100 °C. Se esse mesmo experimento for realizado no topo de uma alta montanha, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição da água será:
A) instável, variando de acordo com o volume de água adicionado na panela.
B) inexistente, já que a água sublimará diretamente do estado sólido para o gasoso sob baixa pressão.
C) igual a 100 °C, pois o ponto de ebulição de uma substância pura é uma constante universal inalterável.
D) maior do que 100 °C, porque a menor pressão externa facilita a agitação molecular térmica.
E) menor do que 100 °C, pois a menor pressão externa exigirá uma menor pressão de vapor para a ebulição.
Alternativa E.
A ebulição de qualquer líquido, inclusive a água, ocorre quando a pressão de vapor se iguala à pressão externa. A pressão de vapor é decorrente da massa de gás que se forma por meio da evaporação das moléculas superficiais do líquido. Para aumentar a pressão de vapor, necessita-se aumentar a taxa de evaporação, o que ocorre com o aumento da temperatura.
Se a pressão externa é menor, menor a pressão de vapor exigida, logo, menos aquecimento até a ebulição, e, dessa forma, ela ocorre bem abaixo da temperatura de ebulição do nível do mar.
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Questão 7
Durante as manhãs frias de inverno, é comum observar a formação de gotículas de água na superfície externa dos vidros das janelas das casas. O fenômeno responsável por essa mudança de estado físico da água presente no ar é denominado:
A) solidificação.
B) condensação.
C) vaporização.
D) sublimação
E) fusão.
Alternativa B.
Quando o vapor de água presente no ar (umidade do ar) encontra superfícies mais frias, ele acaba perdendo energia e retornando ao estado líquido, ou seja, sofrendo uma condensação (ou liquefação).
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Questão 8
Entre os processos de mudança de estado da água citados abaixo, assinale aquele que ocorre com LIBERAÇÃO de calor (processo exotérmico).
A) Ebulição da água em uma chaleira.
B) Sublimação do gelo sob pressão extremamente baixa.
C) Fusão do gelo.
D) Solidificação da água líquida em gelo.
E) Evaporação da água da chuva no asfalto quente.
Alternativa D.
Para que a água líquida se transforme em gelo, ela deve perder calor para o ambiente, fazendo com que suas moléculas percam energia cinética e se resfriem, caracterizando uma transformação exotérmica.
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Questão 9
No estado gasoso, as moléculas de água apresentam características físicas marcadamente distintas daquelas observadas nos estados sólido e líquido. No estado gasoso, a água possui:
A) forma variável e volume variável, ocupando todo o espaço do recipiente que a contém.
B) alta densidade e forte atração intermolecular.
C) forma fixa e volume variável dependendo da gravidade local.
D) forma variável e volume constante.
E) forma fixa e volume constante.
Alternativa A.
Não só a água, mas toda substância no estado gasoso apresenta a característica de baixa interação intermolecular e alta velocidade (alta energia cinética) de suas partículas, fazendo com que possuam forma e volume variáveis, sempre tomando a forma e ocupando o espaço do recipiente em que estão contidos.
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Questão 10
Quando deixamos cair gotas de água sobre uma chapa metálica extremamente quente, observa-se que as gotas flutuam temporariamente sobre uma almofada de vapor e desaparecem quase instantaneamente com um chiado característico. Esse tipo específico de vaporização muito rápida é denominado:
A) ebulição
B) condensação
C) calefação
D) sublimação
E) evaporação
Alternativa B.
A calefação é a vaporização abrupta e imediata que ocorre quando um líquido entra em contato direto com uma superfície cuja temperatura é muito superior ao seu ponto de ebulição.
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Questão 11
Analise as duas afirmações a seguir sobre as propriedades físicas da água:
- O gelo flutua na água porque os sólidos sempre expandem sua massa atômica de maneira espontânea.
- A temperatura de fusão do gelo ao nível do mar ocorre a 0 °C.
Sobre essas afirmações, conclui-se que:
A) a afirmação I está correta e a afirmação II está incorreta.
B) ambas as afirmações estão incorretas.
C) a afirmação I está incorreta e a afirmação II está correta.
D) a afirmação I é uma justificativa termodinâmica aceita para explicar a ebulição.
E) ambas as afirmações estão corretas.
Alternativa C.
A afirmação I está errada porque a massa não muda durante um processo de solidificação. No caso da água, a flutuação da sua fase sólida tem relação com a mudança no seu arranjo geométrico, o que ocasiona um aumento de volume e queda da densidade. A afirmação II está correta, pois 0 °C é o ponto de fusão da água sob 1 atm (nível do mar).
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Questão 12
Um estudante colocou uma garrafa plástica completamente cheia de água líquida e fechada dentro do congelador de sua residência. Após algumas horas, ao abrir o congelador, observou que a água havia congelado e a garrafa estava estufada e rompida. O rompimento da garrafa justifica-se porque, durante a solidificação da água, ocorreu um aumento de:
A) massa.
B) volume.
C) temperatura.
D) carga elétrica.
E) densidade.
Alternativa B.
O arranjo cristalino do gelo exige mais espaço tridimensional do que o arranjo das moléculas da água líquida, expandindo o volume, primeiro estufando a garrafa e, depois, rompendo-a.