- (Fuvest-SP) Em um mesmo local, a pressão e vapor de todas as substâncias puras liquidas:
a) Tem o mesmo valor a mesma temperatura
b) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição.
c) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelação.
d) Aumenta com o aumento do volume do líquido presente, à temperatura ambiente.
a) Tem o mesmo valor a mesma temperatura
b) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição.
c) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelação.
d) Aumenta com o aumento do volume do líquido presente, à temperatura ambiente.
Passo 1
O enunciado pergunta, num mesmo local (ou seja, sob as mesmas condições externas, como a mesma pressão ambiente e temperatura do ambiente), qual das afirmativas sobre a pressão de vapor de substâncias puras líquidas é verdadeira. As alternativas são:
a) Tem o mesmo valor à mesma temperatura.
b) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição.
c) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelação.
d) Aumenta com o aumento do volume do líquido presente, à temperatura ambiente.
b) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição.
c) Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelação.
d) Aumenta com o aumento do volume do líquido presente, à temperatura ambiente.
Vou listar as informações que temos/precisamos usar:
- “Mesma local” implica que a pressão externa (por exemplo, a pressão atmosférica) é a mesma para todas as substâncias consideradas.
- Cada alternativa compara a pressão de vapor em situações diferentes (mesma temperatura, ponto de ebulição, ponto de congelamento, variação do volume de líquido).
- O objetivo é verificar qual dessas afirmações é correta para líquidos puros.
Passo 2
Explicação didática do que é pressão de vapor e do ponto de ebulição (conceitos essenciais):
- Pressão de vapor de um líquido puro é a pressão exercida pelo vapor quando o líquido e seu vapor estão em equilíbrio dinâmico à uma dada temperatura. Denota-se por
. - Importante: para um dado líquido puro e uma dada temperatura, o valor de
é bem definido — ele depende da temperatura e da natureza da substância, e não da quantidade do líquido (desde que haja líquido presente). - Ponto de ebulição: é a temperatura em que
do líquido iguala a pressão externa . Em forma de equação:
no ponto de ebulição do líquido àquela pressão externa.
- Consequência prática: se a pressão externa é a pressão atmosférica de um mesmo lugar, o ponto de ebulição normal de qualquer substância é a temperatura na qual seu
atinge essa pressão atmosférica.
Passo 3
Analisando a alternativa (a): “Tem o mesmo valor à mesma temperatura.”
- Como disse,
depende da natureza da substância além da temperatura. Dois líquidos diferentes à mesma temperatura geralmente têm pressões de vapor diferentes. - Exemplo numérico (ilustrativo): a água à
tem da ordem de , enquanto o etanol à tem bem maior, por exemplo cerca de . Esses valores são diferentes, embora a temperatura seja a mesma. - Conclusão: (a) é falsa.
Passo 4
Analisando a alternativa (b): “Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de ebulição.”
- Pelo conceito de ponto de ebulição, no ponto de ebulição de cada substância vale
. - Como o enunciado diz “em um mesmo local”,
é o mesmo para todas as substâncias (por exemplo ao nível do mar). Assim, no ponto de ebulição de cada substância o valor de será igual a esse comum. - Exemplos: a água ferve a
sob , então nesse ponto; o etanol ferve a sob , então no ponto de ebulição do etanol. O valor (a pressão externa) é o mesmo. - Conclusão: (b) é verdadeira.
Passo 5
Analisando a alternativa (c): “Tem o mesmo valor nos respectivos pontos de congelação.”
- O ponto de congelação (ou ponto de fusão) é a temperatura em que sólido e líquido coexistem em equilíbrio; a pressão de vapor nesses pontos depende da substância e da temperatura de fusão, não existe uma condição geral que faça o
ser igual para todas as substâncias nesses pontos. - Em geral, os
nos pontos de congelação são diferentes para substâncias diferentes; não há uma razão física que os faça iguais apenas por serem pontos de congelação. - Conclusão: (c) é falsa.
Passo 6
Analisando a alternativa (d): “Aumenta com o aumento do volume do líquido presente, à temperatura ambiente.”
- A pressão de vapor em equilíbrio depende da temperatura e da natureza do líquido, não do volume de líquido (desde que haja líquido suficiente para manter o equilíbrio). Se houver uma gotinha ou um grande tanque, o
no espaço acima do líquido, à mesma temperatura, será o mesmo enquanto houver superfície líquida. - Aumentar o volume de líquido só aumenta a quantidade total de moléculas disponíveis para evaporar, mas não altera o valor do
de equilíbrio; pode apenas acelerar/alterar o tempo para atingir o equilíbrio, dependendo das condições. - Conclusão: (d) é falsa.
Resposta
b)