Certa quantidade de uma substância, inicialmente no estado sólido a 20 ºC, é aquecida por uma fonte térmica com potência constante. O gráfico representa a temperatura da substância (em graus Celsius) em função do tempo (em minutos). Considere que não há perdas de calor para o ambiente externo. Qual a razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido?

Resposta: C) 2,0

A razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido é de 2,0. Isso porque a razão entre as inclinações das retas que representam a variação de temperatura em função do tempo, no estado líquido e no estado sólido, é de 2,0.

Para entender melhor, vamos analisar o gráfico fornecido. Nele, podemos ver que a temperatura da substância aumenta com o tempo, até atingir um platô, que indica a mudança de estado de sólido para líquido. Em seguida, a temperatura continua a aumentar, mas com uma inclinação menor, até atingir outro platô, que indica a mudança de estado de líquido para vapor.

As inclinações das retas que representam a variação de temperatura em função do tempo, no estado líquido e no estado sólido, são diretamente proporcionais aos calores específicos da substância nesses estados. Portanto, a razão entre essas inclinações é igual à razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido.

Analisando o gráfico, podemos ver que a inclinação da reta que representa a variação de temperatura no estado líquido é o dobro da inclinação da reta que representa a variação de temperatura no estado sólido. Portanto, a razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido é de 2,0.

Essa razão pode ser explicada pela natureza das moléculas da substância. No estado líquido, as moléculas têm mais liberdade de movimento do que no estado sólido, o que aumenta a sua capacidade de absorver calor. Portanto, é necessário mais calor para aumentar a temperatura de uma substância no estado líquido do que no estado sólido.