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Questão de Física — Física Térmica - Termologia — FGV 2025

FísicaFísica Térmica - Termologia
Código
fg116075
Banca
FGV
Órgão
MPU
Ano
2025
Nível
Superior
Cargo
Analista do - Perito em Oceanografia
As características e propriedades físicas mais importantes da água estão relacionadas ao seu comportamento à medida que ela absorve ou perde calor. Portanto, as características térmicas incomuns da água evitam a ampla variação de temperatura do dia para a noite e do inverno para o verão, e permitem que grandes quantidades de calor fluam nos oceanos e alimentem grandes tempestades, ondas de vento e correntes oceânicas na Terra.A respeito das características da água do mar, analise as afirmativas a seguir.I. A curva de densidade da água apresenta aumento de densidade à medida que ocorre a diminuição de temperatura. Entretanto, o aumento da densidade fica mais lento, chegando ao máximo de 1 g/cm3 a 3,98 °C.II. Durante a transição do estado líquido para o sólido no ponto de congelamento, o ângulo das ligações covalentes entre os átomos de oxigênio e de hidrogênio na molécula de água se contrai de aproximadamente 109° para 105°. Essa alteração permite às ligações de hidrogênio a formação de um retículo cristalino de gelo.III. O calor específico é uma medida do calor necessário para aumentar a temperatura de 1 g de uma substância em 1 °C. Portanto, essa propriedade física descreve a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa, ou seja, substâncias de elevado calor específico são diretamente proporcionais às variações de temperatura e massa.Está correto o que se afirma em:
  1. AI, apenas;
  2. BII, apenas;
  3. CI e III, apenas;
  4. DII e III, apenas;
  5. EI, II e III.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoA — I, apenas;

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Características térmicas da água

Gabarito: letra A (apenas a afirmativa I). A água possui comportamento anômalo de densidade com máximo a ~4 °C; a afirmativa I descreve corretamente seu aumento até 3,98 °C com densidade máxima de 1 g/cm³. Já a afirmativa II erra ao afirmar que o ângulo das ligações covalentes se contrai durante o congelamento (na verdade, o ângulo H-O-H é ~104,5° e não se altera significativamente). A afirmativa III erra ao afirmar que substâncias de elevado calor específico são diretamente proporcionais às variações de temperatura e massa – na realidade, são inversamente proporcionais para uma dada quantidade de calor.

Afirmativa

Conteúdo

Correção

Justificativa

I

A curva de densidade da água apresenta aumento de densidade à medida que ocorre a diminuição de temperatura, com máximo de 1 g/cm³ a 3,98 °C.

✅ Correta

Descreve corretamente o comportamento anômalo da densidade da água, com máximo a ~4 °C.

II

Durante a transição líquido-sólido, o ângulo das ligações covalentes H-O-H se contrai de 109° para 105°.

❌ Incorreta

O ângulo covalente H-O-H é ~104,5° e não se altera significativamente; o ângulo de 109° refere-se ao arranjo tetraédrico do gelo.

III

Substâncias de elevado calor específico são diretamente proporcionais às variações de temperatura e massa.

❌ Incorreta

Da fórmula Q = m·c·ΔT, para uma dada quantidade de calor, ΔT é inversamente proporcional a c e a m.

Água: densidade anômala
  • 1Acima de 4°C
    • Densidade aumenta com resfriamento
    • Máximo: 1 g/cm³ a 3,98°C
  • 2Abaixo de 4°C
    • Densidade diminui com resfriamento
    • Gelo flutua (menos denso)
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Afirmativa I — ✅ Correta

A curva de densidade da água é não monotônica: a densidade aumenta com a diminuição da temperatura entre 4°C e 0°C? Na verdade, a densidade aumenta até 4°C e depois diminui. A afirmação I diz que “apresenta aumento de densidade à medida que ocorre diminuição de temperatura” sem especificar o intervalo, mas em seguida delimita que o aumento fica mais lento e atinge o máximo a 3,98°C. Isso está correto para temperaturas acima de 4°C. O valor máximo de 1 g/cm³ a 3,98°C é fato conhecido. Portanto, a afirmativa é aceita como correta no contexto.

PEGA ESSA DICA!

A densidade anômala da água é ponto clássico: máximo ≈ 4°C. Memorize que abaixo de 4°C a densidade diminui (gelo flutua).

Afirmativa II — ❌ Incorreta

  • O ângulo de ligação covalente H-O-H na molécula de água no estado líquido é aproximadamente 104,5°, e não 109°. O ângulo de 109° aparece na estrutura tetraédrica do gelo devido às ligações de hidrogênio entre moléculas, mas o ângulo covalente não se contrai para 105°. Na transição líquido-sólido, o ângulo covalente da molécula permanece praticamente inalterado; o que muda é o arranjo das moléculas. A banca inverte: o ângulo aproximado de 109° é o do retículo cristalino, não o da ligação covalente.

Afirmativa III — ❌ Incorreta

  • A definição de calor específico está correta (Q = m·c·ΔT). No entanto, a relação final está errada: “substâncias de elevado calor específico são diretamente proporcionais às variações de temperatura e massa”. Da fórmula, ΔT = Q/(m·c). Para uma dada quantidade de calor Q e massa m, a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico. A afirmativa inverte a relação. Exemplo: a água tem alto calor específico, por isso sua temperatura varia pouco ao receber calor.

Gabarito: letra A (apenas I).

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