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Química

ITA 2006 Química — Questão 7

O diagrama de fases da água está representado na figura. Os pontos indicados (I, II, III, IV e V) referem-se a sistemas contendo uma mesma massa de água líquida pura em equilíbrio com a(s) eventual(ais) fase(s) termodinamicamente estável(eis) em cada situação. Considere, quando for o caso, que os volumes iniciais da fase vapor são iguais. A seguir, mantendo-se as temperaturas de cada sistema constantes, a pressão é reduzida até PfP_f. Com base nestas informações, assinale a opção que apresenta a relação ERRADA entre os números de mol de vapor de água (n) presentes nos sistemas, quando a pressão é igual a PfP_f.

Diagrama de fases da água (pressão × temperatura) com os pontos I e III na curva de fusão, II no ponto triplo, IV e V na curva de vaporização e a linha tracejada da pressão Pf abaixo do ponto triplo

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Gabarito do ITA 2006 Química, questão 7: alternativa A

nI<nIIIn_\mathrm{I} < n_\mathrm{III}

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você percebe que, abaixo da pressão do ponto triplo e em temperatura fixa, toda a água de cada sistema vira vapor, e então só conta quanta água havia no total.

Por onde começar · passo 1 de 5

Identifique as fases de cada sistema no início

Em quais pontos já existe vapor antes de a pressão cair?

I e III estão na curva de fusão: sólido + líquido, sem vapor (a pressão está bem acima da de vapor). II é o ponto triplo: sólido + líquido + vapor. IV e V estão na curva de vaporização: líquido + vapor, com o mesmo volume inicial V0V_0 de vapor.

A armadilha

Quem compara os pontos pela pressão em que estão (I acima de III no gráfico) e acha que isso muda a quantidade de vapor final marca a A como verdadeira. Quem esquece que IV e V já tinham vapor no início acaba duvidando de B, D ou E.

Quem cai nela marca B, C, D, E.

temperaturapressãoP_fIIIIII (ponto triplo)IVVP_f na sublimaçãosólidolíquidovapor
Baixar a pressão a T constante é descer na vertical: todos os sistemas terminam a P_f dentro da região do vapor, porque estão à direita do ponto onde P_f corta a sublimação.

Na resolução completa vêm os outros 4 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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