Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 oC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:
• Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.
• Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.
• Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento
A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa.
B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa.
C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água.
D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água.
E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
Solução
A temperatura necessária para a mudança de fase de uma substância, como a água, é influenciada pela pressão exercida sobre ela. Essa relação é descrita pela equação de Clapeyron, que estabelece que a temperatura de ebulição de uma substância varia com a pressão.
No nível do mar, a pressão atmosférica padrão é de 1 atm (atmosfera), e sob essa pressão, a água ferve a 100°C. Isso ocorre porque a pressão atmosférica é suficiente para manter a água em estado líquido a essa temperatura.
No entanto, dentro de uma seringa, quando o êmbolo é puxado, a pressão dentro da seringa diminui. Essa redução de pressão reduz o ponto de ebulição da água. Como a pressão interna está mais baixa do que a pressão atmosférica normal, a água começa a ferver a uma temperatura inferior a 100°C. Portanto, ao diminuir a pressão interna, a água ferve a uma temperatura mais baixa, o que pode ser observado quando o êmbolo da seringa é deslocado.
Alternativa D
