(UFMG) Termoquímica

Um béquer aberto, contendo acetona, é mergulhado em outro béquer maior, isolado termicamente, o qual contém água, conforme mostrado na figura a seguir.



A temperatura da água é monitorada durante o processo de evaporação da acetona, até que o volume desta se reduz à metade do valor inicial. Assinale a alternativa cujo gráfico descreve qualitativamente a variação da temperatura registrada pelo termômetro mergulhado na água, durante esse experimento.

Gabarito:

Bom, já existe uma questão igual no PiR2, mas a resposta do usuário não me convenceu. Segundo ele, a acetona não é uma substância pura, e por isso a temperatura da água continua decrescendo. Contudo, acetona não-diluída é sim pura, e como a questão não indica, não há como saber.

Portanto, por que o gabarito é D e não B?

E outra coisa: Quando tem-se uma mistura a sofrer fusão ou ebulição, a temperatura da mistura deverá continuar crescendo, certo? Mas o que ocorre se se cessar o fornecimento de calor, estabilizando a temperatura enquanto metade da mistura já tivesse sofrido fusão/ebulição?

Não seria porque o béquer contendo acetona está aberto?

Acho que a opção B só seria viável se o béquer contendo acetona fosse retirado do béquer contendo água. Como não é esse o caso, a água vai continuar cedendo calor para a acetona, e esta para o meio. 

Ou seja, enquanto houver acetona evaporando, haverá perda de calor da água. A água só vai entrar em equilíbrio com a acetona quando a acetona entrar em equilíbrio com o meio.

Ademais, a medição se inicia com a introdução da acetona no béquer contendo água e termina quando o volume da acetona está reduzido à metade. A agua perde calor pra aumentar a temperatura da acetona... e também perde calor pra manter a temperatura da acetona constante, maior do que a do meio.

É isso mesmo, Danilo. Eu tinha uma dúvida muito semelhante a essa, só que relativa ao funcionamento da panela de pressão. Alguns usuários me ajudaram na resposta e eu passei a entender melhor o funcionamento desses processos, mas tinha esquecido dessa questão. Se eu tivesse voltado aqui teria achado a solução.

Obrigado pela ajuda. Confirmou mais ainda a resposta que me deram sobre a panela de pressão.

Não entendi bem o seu ultimo raciocínio sobre a fusão/ ebulição de uma mistura. Durante o processo de fusão ou ebulição a temperatura permanece constante.  Você vai aplicar calor e este será usado para fundir /ebulir a mistura (calor latente) 

No caso do experimento, a acetona está evaporando, e com isso absorvendo energia do meio, e esta energia térmica vem da água, e por esta razão a temperatura dela cai em função do tempo. 

A temperatura da água só pararia de diminuir quando toda acetona tivesse evaporado.

A água inicia a perca da temperatura quando a acetona é jogada lá e continua perdendo até o fim da evaporação, mas o enunciado diz que a monitoração da temperatura só se dá até a metade do volume de acetona ter evaporado, apesar de a temperatura se reduzir até que todo o volume de acetona evapore.

A perca da temperatura da água se deve ao fornecimento da energia por parte dela à evaporação da acetona. O não-cessar da redução da temperatura da água, por sua vez, se dá em via da perca de temperatura da acetona para o ambiente (pois o béquer com acetona está aberto, segundo o enunciado). Caso se retirasse a água dali, a evaporação iria parar em via da ausência de fornecimento de calor para a estabilização de uma alta temperatura para a realização da evaporação.

Tentei explicar de forma mais sucinta possível a forma como eu vejo isso. Espero ter contribuído com o seu entendimento da matéria.