Do ponto de vista científico, quando se coloca um cubo de gelo num copo com água à temperatura ambiente, há resfriamento do sistema com derretimento porque?
(A) o sistema perde energia para o ambiente;
(B) o gelo se funde num processo exotérmico;
© a energia do gelo é liberada para a água em estado líquido;
(D) a transferência de calor ocorre da água líquida para o gelo.

Passo 1

Então, a gente tem uma questão que fala sobre o que acontece quando colocamos um cubo de gelo em um copo com água à temperatura ambiente. O assunto envolve conceitos de termodinâmica, especialmente sobre transferência de calor e mudança de fase (como derreter). Vamos precisar entender como o calor se transfere entre a água e o gelo para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos pensar no que acontece quando o gelo é colocado na água. O gelo está mais frio que a água, então há uma diferença de temperatura entre eles. Essa diferença faz com que o calor do ambiente mais quente (a água) seja transferido para o mais frio (o gelo).

Passo 3

Agora, vamos falar sobre mudança de fase. Quando o gelo derrete, ele passa do estado sólido para o líquido. Esse processo absorve energia do ambiente, que no caso é a água no copo. O gelo precisa dessa energia para quebrar as ligações que mantém suas moléculas organizadas no estado sólido.

Passo 4

Esse processo de absorver energia para mudar de fase é chamado de processo endotérmico. Ou seja, o sistema (gelo + água) está absorvendo calor do ambiente para que o gelo derreta, diminuindo a temperatura total do sistema.

Passo 5

Vamos analisar as alternativas com base nisso:
  • (A) Diz que o sistema perde energia para o ambiente. Na verdade, o sistema está ganhando energia do ambiente para derreter.
  • (B) Fala que o gelo se funde num processo exotérmico. Errado, porque é endotérmico.
  • © Afirma que a energia do gelo é liberada para a água líquida. Não, é o contrário: o gelo absorve energia.
  • (D) Diz que a transferência de calor ocorre da água líquida para o gelo. Isso está correto, pois o calor flui do mais quente (água) para o mais frio (gelo).

Resposta

A alternativa correta é a (D) a transferência de calor ocorre da água líquida para o gelo.

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