Problema 3A.17

Como a taxa de aquecimento é constante, o tempo gasto em cada trecho do gráfico é proporcional à energia absorvida naquele intervalo. Nos trechos inclinados, a temperatura aumenta e, portanto, há aumento da energia cinética média das partículas. Já nos patamares, a temperatura permanece constante e a energia absorvida é usada na mudança de fase, com aumento de energia potencial intermolecular. Com isso, é possível analisar as proposições.

Nos primeiros $\pu{10 min}$, a temperatura da substância aumenta de $\pu{-20 \degree C}$ até $\pu{0 \degree C}$. Como a temperatura está associada à energia cinética média das partículas, nesse intervalo ocorre aumento de energia cinética.

De $\pu{10 min}$ a $\pu{30 min}$, o gráfico mostra um patamar em $\pu{0 \degree C}$, indicando a fusão da substância. Portanto, nesse intervalo ocorre aumento de energia potencial, e não apenas de $\pu{10 min}$ a $\pu{20 min}$. A proposição, ao restringir o intervalo, está incorreta.

Como a taxa de aquecimento é constante, a energia absorvida em cada mudança de fase é proporcional ao tempo do patamar correspondente. O patamar de fusão vai de $\pu{10 min}$ a $\pu{30 min}$, com duração de $\pu{20 min}$, enquanto o patamar de ebulição vai de $\pu{90 min}$ a $\pu{140 min}$, com duração de $\pu{50 min}$. Logo, a entalpia de vaporização é maior que a entalpia de fusão.

A capacidade calorífica é proporcional à energia necessária para produzir certa variação de temperatura. No trecho do sólido, a temperatura varia $\pu{20 \degree C}$ em $\pu{10 min}$, enquanto no trecho do líquido a temperatura varia $\pu{100 \degree C}$ em $\pu{60 min}$. Como o aquecimento é feito com taxa constante, o líquido requer mais tempo por grau aquecido do que o sólido. Portanto, a capacidade calorífica do líquido é maior que a do sólido, e não o contrário.