Para um mol de partículas, identifique o conjunto de relações reconhecíveis entre os três estados físicos mais comuns na superfície planetária.
Escolha uma opção:
a.
  1. A energia cinética diminui na ordem de estados gás, líquido e sólido,
  2. Fases condensadas designam os estados de menor energia potencial
  3. A energia potencial é significativa para um conjunto de partículas sem forças intermoleculares efetivas.
    b.
  4. A energia cinética diminui na ordem de estados gás, líquido e sólido
  5. Fases condensadas designam os estados de maior energia potencial
  6. A energia potencial é significativa para um conjunto de partículas sem forças intermoleculares efetivas.
    c.
  7. A energia cinética aumenta na ordem de estados sólido, líquido e gás
  8. Fases condensadas designam os estados de maior energia potencial
  9. A energia potencial não é significativa para um conjunto de partículas sem forças intermoleculares efetivas.
    d.
  10. A energia cinética aumenta na ordem de estados gás, líquido e sólido
  11. Fases condensadas designam os estados de menor energia potencial
  12. A energia potencial não é significativa para um conjunto de partículas com forças intermoleculares efetivas.
    e.
  13. A energia cinética diminui na ordem de estados gás, líquido e sólido,
  14. Fases condensadas designam os estados de maior energia potencial
  15. A energia potencial é significativa para um conjunto de partículas sem forças intermoleculares efetivas.

Passo 1

O enunciado pede para comparar, para um mol de partículas, como variam a energia cinética e a energia potencial nos três estados mais comuns (sólido, líquido e gás) e ainda dizer o que acontece com a energia potencial se não há forças intermoleculares efetivas.
Conteúdos necessários:
  1. Em química/física, a energia cinética média das moléculas cresce conforme a temperatura sobe – e, tipicamente, o gás existe a temperaturas mais altas que o líquido, que por sua vez existe a temperaturas mais altas que o sólido.
  2. A energia potencial intermolecular é negativa (mais baixa) nas fases condensadas (sólido e líquido), pois as moléculas estão bem próximas e “presas” por forças de atração. No gás, essas forças são desprezíveis, e a energia potencial tende a zero (mais alta).
  3. Se não há forças intermoleculares, a energia potencial de interação entre as partículas é insignificante.

Passo 2

Comparação da energia cinética
Em geral, para passar de sólido → líquido → gás adicionamos calor e a temperatura (e, portanto, a energia cinética média \tfrac32RT) aumenta. Logo, em ordem crescente de energia cinética temos
\text{sólido} < \text{líquido} < \text{gás},óíá
ou seja, a energia cinética diminui na ordem gás, líquido, sólido.

Passo 3

Comparação da energia potencial
Tomando a referência \displaystyle U=0 no estado em que não há interação (gás ideal), o potencial de interação é negativo nas fases condensadas. Quanto mais condensado (sólido e líquido), mais negativas (logo, menores) são as energias potenciais. Portanto, “fases condensadas designam os estados de menor energia potencial.”

Passo 4

Energia potencial sem forças intermoleculares
Se não existem forças intermoleculares efetivas, não há “poço” de potencial a ser preenchido nem variação de energia de interação – a energia potencial de interação torna-se desprezível.

Resposta

a.
  1. A energia cinética diminui na ordem de estados gás, líquido e sólido,
  2. Fases condensadas designam os estados de menor energia potencial
  3. A energia potencial não é significativa para um conjunto de partículas sem forças intermoleculares efetivas.

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