Um frasco volumétrico, feito de Pirex, é calibrado a 20^circ C e cheio até a marca de 100 mL com acetona a 35^circ C. Depois disso, a acetona esfria e o frasco esquenta, de modo que a combinação acetona-frasco atinge uma temperatura uniforme de 32^circ C. A combinação é resfriada para 20^circ C.
À temperatura de 32^circ C, o nível de acetona fica acima ou abaixo da marca de 100 mL no frasco? Explique. Abaixo.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está falando. Temos um frasco volumétrico de Pirex que foi calibrado a 20^circ C e cheio até a marca de 100 mL com acetona a 35^circ C. Depois, a combinação acetona-frasco alcança uma temperatura uniforme de 32^circ C e depois é resfriada para 20^circ C. Vamos precisar entender como a expansão térmica tanto do frasco quanto da acetona afeta o nível do líquido no frasco.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que materiais diferentes expandem ou contraem de maneiras diferentes quando a temperatura muda. Isso é descrito pelo coeficiente de expansão térmica. A acetona, sendo um líquido, vai se expandir ou contrair com a temperatura, e o Pirex, que é vidro, também tem seu próprio coeficiente de expansão.

Passo 3

Quando a acetona está a 35^circ C e o frasco a 20^circ C, a acetona está um pouco expandida devido à temperatura mais alta. Quando a combinação atinge 32^circ C, tanto a acetona quanto o frasco vão se ajustar nessa nova temperatura.

Passo 4

A grande questão é: como esses coeficientes de expansão afetam o nível da acetona no frasco? Se a acetona se expande mais que o frasco, o nível vai subir. Se contrai mais, vai descer. Precisamos comparar como cada material reage à mudança de temperatura.

Passo 5

Sabemos que, geralmente, líquidos como a acetona têm coeficientes de expansão térmica maiores que materiais sólidos como o vidro. Isso significa que a acetona vai mudar de volume mais significativamente com a temperatura do que o frasco.

Passo 6

Quando a temperatura aumenta para 32^circ C, a acetona ainda está mais aquecida que a temperatura de calibração ( 20^circ C). Mesmo que o frasco também se expanda um pouco, a acetona vai continuar ocupando mais espaço, fazendo com que o nível dela fique acima da marca de 100 mL no frasco.

Resposta

À temperatura de 32^circ C, o nível de acetona fica acima da marca de 100 mL no frasco.

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