Qual das amostras abaixo provavelmente sofrerá uma mudança de estado físico mais rapidamente quando aquecida?
(A) -
um bloco de gelo de 1kg
(B) -
uma gota de água em uma panela
(C) -
um balão cheio de ar
(D) -
uma barra de aço
(E) -
uma pedra
Explicação
A resposta é (b) porque uma gota de água em uma panela tem uma área de superfície maior em relação ao seu volume do que as outras amostras. isso significa que há mais moléculas de água expostas ao calor, o que permite que elas absorvam energia e escapem mais rapidamente para a fase gasosa.
Análise das alternativas
- (a): um bloco de gelo de 1kg tem uma área de superfície menor em relação ao seu volume, o que torna a transferência de calor mais lenta.
- (b): uma gota de água em uma panela tem uma área de superfície maior em relação ao seu volume, o que acelera a transferência de calor e a mudança de estado.
- (c): um balão cheio de ar também tem uma área de superfície maior, mas o ar é um gás e já está na fase gasosa, então não haverá mudança de estado.
- (d): uma barra de aço tem uma área de superfície menor e é um sólido denso, o que torna a transferência de calor e a mudança de estado mais lentas.
- (e): uma pedra é um sólido com área de superfície menor e condutividade térmica baixa, o que dificulta a transferência de calor e a mudança de estado.
Conclusão
A área de superfície e a densidade das amostras afetam a taxa de transferência de calor e, consequentemente, a rapidez com que elas sofrem mudanças de estado físico quando aquecidas.