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.
(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.