Questão de Física — Termologia/Termometria — CESPE / CEBRASPE 2026

Diagrama de fases: temperatura crítica e os estados da matéria

Gabarito: letra C. A alternativa correta afirma que, acima da temperatura crítica (Tc = 31 °C), a substância não se condensa isotermicamente, independentemente da pressão aplicada — exatamente o que define a temperatura crítica: acima dela, por maior que seja a pressão, a substância permanece no estado gasoso. As demais alternativas trocam os valores do ponto triplo (73 atm e −57 °C) e da temperatura crítica (31 °C), ou leem incorretamente o estado da substância em pontos do diagrama.

O diagrama de fases é o mapa que mostra em qual estado físico (sólido, líquido ou vapor) uma substância se encontra para cada combinação de pressão e temperatura. Três elementos do gráfico são decisivos para ler qualquer questão desse tipo: o ponto triplo, onde as três fases coexistem em equilíbrio; a curva de sublimação, que separa sólido de vapor; e o ponto crítico, que marca o fim da curva de liquefação. É sobre esse último que a questão se concentra.

A temperatura crítica (Tc) é a temperatura acima da qual é impossível liquefazer uma substância apenas aumentando a pressão. Isso acontece porque, acima de Tc, a agitação térmica das moléculas é tão intensa que nenhuma compressão consegue aproximá-las o suficiente para formar o líquido — a substância permanece sempre no estado gasoso, independentemente da pressão. Por isso, a liquefação por compressão só é possível a temperaturas inferiores a Tc. No gráfico da questão, o ponto crítico está localizado em 31 °C e 73 atm, e a partir dele a curva de equilíbrio líquido-vapor termina: acima de 31 °C, não existe mais a fronteira entre líquido e vapor, apenas o estado gasoso.

Para fixar a diferença entre os dois pontos que a banca explora nesta questão, compare:

A pegadinha central é a troca entre esses dois pontos: a alternativa A usa a pressão do ponto triplo (73 atm) e a temperatura de sublimação (−57 °C) para sugerir uma sublimação, e a alternativa E afirma que a temperatura crítica é −57 °C, quando na verdade esse é o valor da temperatura do ponto triplo. A alternativa C, por sua vez, descreve com precisão a consequência da temperatura crítica de 31 °C.

Guarde a fronteira entre o ponto triplo e o ponto crítico: é exatamente nela que as alternativas desta questão se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que, mantida a pressão de 73 atm e aquecendo a substância acima de −57 °C, ela sofrerá sublimação. O erro está em ignorar que 73 atm é a pressão do ponto triplo, onde as três fases coexistem. Ao aquecer a substância a partir desse ponto, ela não sublima — ela passa do estado sólido para o líquido (fusão) e depois para o vapor (vaporização), pois a pressão de 73 atm é suficientemente alta para que a curva de fusão seja cruzada. A sublimação só ocorre a pressões inferiores à do ponto triplo, quando o aquecimento leva o sólido diretamente ao vapor, sem passar pelo líquido.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que, a 1 atm e 20 °C, a substância está no estado líquido. No diagrama de fases, o ponto (1 atm, 20 °C) está localizado abaixo da curva de sublimação, na região do vapor (ou gás). A 1 atm, a substância só se torna líquida em temperaturas entre a fusão e a ebulição, que no gráfico ocorrem em valores diferentes de 20 °C. A alternativa confunde a região do vapor com a do líquido, provavelmente por associar 20 °C a uma temperatura "ambiente" em que muitas substâncias são líquidas — mas, para esta substância específica, o diagrama mostra que a 1 atm ela ainda está no estado gasoso.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alternativa está correta: a temperatura crítica da substância é 31 °C, e acima dela é impossível condensar o gás isotermicamente, ou seja, mantendo a temperatura constante e apenas aumentando a pressão. Isso decorre diretamente da definição de temperatura crítica: acima de Tc, a substância só existe no estado gasoso, qualquer que seja a pressão aplicada. O gráfico confirma que a curva de equilíbrio líquido-vapor termina exatamente no ponto crítico (31 °C, 73 atm); acima dessa temperatura, não há mais fronteira entre as fases líquida e vapor, apenas a região do gás.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que, a 10 atm e −70 °C, a substância está no estado líquido. No diagrama, o ponto (10 atm, −70 °C) está localizado na região do sólido, pois −70 °C é uma temperatura inferior à da curva de sublimação para essa pressão. A alternativa confunde a região do sólido com a do líquido, provavelmente por considerar que pressões mais altas favorecem o estado líquido — o que é verdade apenas acima da temperatura do ponto triplo. A 10 atm e −70 °C, a substância ainda está congelada.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que a temperatura crítica é −57 °C. Esse valor corresponde à temperatura do ponto triplo, não à temperatura crítica. A temperatura crítica da substância é 31 °C, como mostra o ponto crítico no gráfico. A alternativa troca os dois pontos do diagrama: −57 °C é a temperatura em que as três fases coexistem a 73 atm, enquanto 31 °C é a temperatura acima da qual a liquefação por pressão se torna impossível.

A regra de ouro para questões de diagrama de fases: identifique primeiro o ponto triplo e o ponto crítico, pois são eles que definem as regiões do gráfico e as condições de sublimação, fusão, vaporização e condensação. Com esses dois pontos localizados, a leitura de qualquer alternativa se torna direta.

Gabarito: letra C