3. Um recipiente com água a 20 °C é colocada num freezer de uma geladeira para formar gelo. O freezer está no nível de congelamento mínimo, cuja temperatura corresponde a − 15 °C. As etapas do processo de trocas de calor e de mudança de estado da substância água, podem ser identificadas num gráfico da temperatura X quantidade de calor cedida. Construa o gráfico (Sem escala) que mostre as etapas de mudança de fase da água e de seu resfriamento.
Respostas
A água passará por três etapas até atingir o equilíbrio térmico com o freezer.
Como funciona a mudança de estado da água?
Podemos destacar três estados básicos nos quais podemos encontrar a água normalmente:
- Gasoso;
- Sólido;
- Líquido.
Para alterarmos de um estado para outro sempre haverá troca de calor entre a água e o ambiente.
Vamos então analisar cada etapa do processo para então construirmos o gráfico.
Entre 20ºC e 0°C (Etapa 1):
Primeiro vamos diminuir a temperatura da água até ela chegar no seu ponto de fusão, ou seja, no 0ºC. Será representada por uma reta decrescente.
Aos 0ºC (Etapa 2):
Nesse ponto ocorrerá a solidificação da água. Ela irá ceder calor ao ambiente sem mudar de temperatura, até que finalize a transformação. Logo, temos uma reta horizontal no gráfico.
Entre 0ºC e -15ºC (Etapa 3):
Por fim vamos ter a água, já em formato de gelo, até atingir o equilíbrio térmico com o congelador do freezer. Novamente, uma reta decrescente.
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