Exercícios: Curvas de temperatura nas mudanças de estado

A Matilde colocou uma panela com cubos de gelo ao lume e mediu a temperatura de minuto a minuto. Enquanto ainda havia gelo a fundir, o termómetro marcava sempre $0\ \celsius$.

1. a) Explica por que razão a temperatura não subiu durante esse intervalo de tempo, apesar de a chama fornecer energia continuamente.
2. b) Indica o que acontece, à escala microscópica, à energia fornecida durante a mudança de estado.
3. c) Na expressão $Q = m \cdot L$, que relaciona a energia envolvida numa mudança de estado com a massa da substância, indica o nome da grandeza $L$ e o significado de cada um dos três símbolos.

A figura mostra a curva da temperatura de uma amostra de $0,500\ \text{kg}$ de gelo, inicialmente a $-20\ \celsius$, em função da energia fornecida, à pressão atmosférica normal. Os troços estão numerados de 1 a 5 e as energias de dois deles estão assinaladas com «?».

1. a) Identifica o estado físico da amostra em cada um dos cinco troços da curva.
2. b) Calcula a energia assinalada com «?» no troço 2, sabendo que $L_f = 334\ \text{kJ/kg}$.
3. c) Calcula a energia assinalada com «?» no troço 4, sabendo que $L_v = 2260\ \text{kJ/kg}$.
4. d) Explica por que razão o troço 4 é muito mais longo do que o troço 2.