Exercícios sobre estados físicos da matéria (com gabarito explicado)
Os estados físicos da matéria explicam como as substâncias se comportam em diferentes condições de temperatura e pressão, além das mudanças que ocorrem entre sólido, líquido e gasoso.
Teste seus conhecimentos e confira as resposta no gabarito explicado para facilitar a compreensão e a revisão.
Questão 1
Qual é a principal propriedade física que distingue um sólido de um líquido, em condições ambientais normais?
a) A massa.
b) A densidade.
c) A forma própria.
d) A capacidade de escoamento.
Resposta: alternativa C.
A propriedade mais fundamental que distingue sólidos e líquidos é que sólidos possuem forma e volume próprios (definidos pela sua estrutura rígida), enquanto líquidos possuem volume próprio, mas não forma própria – adaptam-se ao recipiente que os contém.
A capacidade de escoamento (D) é uma consequência da falta de forma própria. Massa (A) e densidade (B) não são propriedades definidoras exclusivas de cada estado.
Questão 2
O ponto de ebulição anormalmente alto da água, comparado a outros compostos de massa molecular similar, deve-se principalmente:
a) À sua baixa massa molar.
b) Às fortes ligações de hidrogênio entre suas moléculas.
c) À sua geometria molecular linear.
d) À presença de átomos de oxigênio.
Resposta: alternativa B.
As ligações de hidrogênio são um tipo de força intermolecular particularmente forte. Para que a água passe do estado líquido para o gasoso, é necessário fornecer energia suficiente para romper essas múltiplas ligações entre as moléculas H₂O, o que requer mais calor e resulta em um ponto de ebulição elevado (100°C ao nível do mar).
A massa molar (A) é baixa, o que normalmente leva a pontos de ebulição baixos. A água não é linear (C), é angular.
Questão 3
Qual das seguintes mudanças de estado físico NÃO é um processo endotérmico (que absorve calor do ambiente)?
a) Sublimação.
b) Vaporização.
c) Solidificação.
d) Fusão.
Resposta: alternativa C.
Processos endotérmicos absorvem energia para ocorrer, pois é necessário vencer as forças de atração entre as partículas. Solidificação (passagem de líquido para sólido) é um processo exotérmico: libera calor para o ambiente, pois as partículas se organizam em uma estrutura mais estável e ordenada, diminuindo sua energia potencial.
Sublimação, vaporização e fusão são endotérmicos.
Questão 4
Analisando uma curva de aquecimento (temperatura x calor fornecido) de uma substância pura, observa-se um patamar (temperatura constante) durante a fusão. Isso ocorre porque o calor fornecido é utilizado para:
a) Aumentar a energia cinética média das moléculas do sólido.
b) Romper as ligações intramoleculares (dentro da molécula).
c) Romper as ligações intermoleculares, reorganizando a estrutura.
d) Aumentar a pressão do sistema.
Resposta: alternativa C.
Durante uma mudança de estado de uma substância pura, a temperatura permanece constante porque o calor fornecido (calor latente) não é usado para aumentar a agitação molecular (energia cinética), mas sim para vencer as forças de atração intermoleculares que mantêm a matéria em um determinado estado. Na fusão, a energia quebra a organização rígida do sólido, permitindo que as partículas deslizem umas sobre as outras, caracterizando o líquido.
Questão 5
Ao se cozinhar alimentos no alto de uma montanha, o tempo de preparo é maior. Isso acontece porque, em altitudes elevadas:
a) A pressão atmosférica é maior, aumentando o ponto de ebulição da água.
b) A pressão atmosférica é menor, diminuindo o ponto de ebulição da água.
c) A umidade relativa do ar é menor, retardando a cocção.
d) A temperatura ambiente é mais baixa, congelando a água.
Resposta: alternativa B.
O ponto de ebulição de um líquido é a temperatura na qual sua pressão de vapor se iguala à pressão externa. No alto das montanhas, a pressão atmosférica é menor. Portanto, a água entra em ebulição a uma temperatura mais baixa (ex.: 90°C em vez de 100°C). Como a temperatura máxima da água fervente é menor, as reações químicas do cozimento são mais lentas, aumentando o tempo de preparo.
Questão 6
De acordo com a Teoria Cinética dos Gases, as partículas de um gás ideal:
a) Possuem volume próprio significativo comparado ao volume do recipiente.
b) Interagem através de forças atrativas ou repulsivas significativas.
c) Movem-se em trajetórias retilíneas e aleatórias, colidindo elasticamente.
d) Possuem energia cinética média que diminui com o aumento da temperatura.
Resposta: alternativa C.
Este é um postulado fundamental do modelo do gás ideal: as partículas (átomos ou moléculas) estão em movimento contínuo, rápido, retilíneo e aleatório. As colisões entre elas e com as paredes do recipiente são perfeitamente elásticas (não há perda de energia cinética).
As outras alternativas são incorretas para um gás ideal: seu volume é desprezível (A), não há forças intermoleculares (B), e a energia cinética média aumenta com a temperatura (D).
Questão 7
No diagrama de fases de uma substância pura, o ponto onde as curvas de fusão, vaporização e sublimação se encontram é chamado de:
a) Ponto de Ebulição Normal.
b) Ponto de Fusão Padrão.
c) Ponto Crítico.
d) Ponto Triplo.
Resposta: alternativa D.
O Ponto Triplo é uma condição única de temperatura e pressão na qual as três fases da matéria (sólida, líquida e gasosa) coexistem em equilíbrio dinâmico. É um ponto invariante e fundamental para a calibração de termômetros.
O ponto crítico (C) é o ponto final da curva de pressão de vapor, além do qual não se distingue líquido de gás (fluido supercrítico).
Questão 8
A densidade do gelo (água sólida) é menor que a densidade da água líquida. Esta é uma propriedade anômala e de grande importância ambiental, pois:
a) Impede que lagos e rios congelem por completo, da superfície ao fundo, preservando a vida aquática.
b) Faz com que o gelo afunde na água, acelerando o congelamento de corpos dʼágua.
c) Explica por que o gelo se forma primeiro no fundo dos lagos.
d) É a causa da contração da água ao solidificar.
Resposta: alternativa A.
A maioria das substâncias é mais densa no estado sólido. A água é uma exceção devido à formação de uma estrutura cristalina hexagonal (gelo) com grandes espaços vazios, tornando-a menos densa. Por isso, o gelo flutua. Essa camada de gelo superficial age como um isolante térmico, impedindo que o corpo dʼágua congele por baixo e mantendo um ambiente líquido abaixo de 0°C, onde a vida aquática pode sobreviver no inverno.
Continue praticando com Exercícios sobre transformações da matéria (com gabarito comentado).
ALVES, Gustavo. Exercícios sobre estados físicos da matéria (com gabarito explicado). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-estados-fisicos-da-materia-com-gabarito-explicado/. Acesso em:
