Questão 122 do ENEM 2023 — Natureza
Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto. No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente
- A)Somente do calor latente de vaporização.
- B)Somente do calor latente de condensação.
- C)Do calor sensível e do calor latente de vaporização.
- D)Do calor sensível e do calor latente de condensação.
- E)Do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização.
Gabarito oficial: alternativa D)
O vapor de água a 120 °C, ao percorrer a parede oca do tacho, sofre dois processos simultâneos de liberação de energia: (1) resfriamento de 120 °C até 100 °C, liberando calor sensível; (2) condensação (mudança de fase gasosa → líquida) a 100 °C, liberando calor latente de condensação. Essa energia total é transferida à parede e, por condução, ao interior do tacho, promovendo a evaporação da água do produto e sua concentração. Portanto, a energia utilizada provém do calor sensível e do calor latente de condensação.
Ver comentário de cada alternativa
- A) Por que está errada: Está errada porque o processo descrito não envolve vaporização de água no lado da parede oca; ao contrário, ocorre a condensação do vapor (transformação de gás em líquido). O calor latente de vaporização refere-se à energia absorvida durante a mudança de líquido para gás, o que não é o que acontece com o fluido de aquecimento. Além disso, ignora o calor sensível liberado no resfriamento do vapor de 120 °C para 100 °C.
- B) Por que está errada: Está parcialmente correta ao mencionar o calor latente de condensação, mas está incompleta. O vapor entra a 120 °C e chega à condição de equilíbrio a 100 °C. Nesse trajeto, antes mesmo de condensar, o vapor se resfria de 120 °C para 100 °C, liberando calor sensível. Ignorar essa parcela de energia torna a alternativa insuficiente.
- C) Por que está errada: Está errada porque, embora mencione corretamente o calor sensível (resfriamento de 120 °C a 100 °C), equivoca-se ao citar o calor latente de vaporização. Na parede oca do tacho, o vapor sofre condensação (gás → líquido), liberando calor latente de condensação, e não vaporização (líquido → gás), que seria um processo endotérmico, ou seja, que absorve energia em vez de liberá-la.
- D) Por que está certa: Está correta porque o enunciado descreve dois processos de liberação de energia: (1) o vapor esfria de 120 °C até 100 °C, liberando calor sensível (energia associada à mudança de temperatura); (2) ao atingir 100 °C, o vapor condensa — transforma-se em líquido —, liberando calor latente de condensação (energia associada à mudança de fase gás → líquido). Ambas as parcelas de energia são transferidas pela parede para o interior do tacho, promovendo a evaporação da água do doce e sua concentração.
- E) Por que está errada: Está errada porque, embora cite corretamente o calor latente de condensação, substitui o calor sensível pelo calor latente de vaporização. No lado da parede oca, não há vaporização (o processo é de condensação). O calor latente de vaporização seria a energia absorvida na mudança líquido → gás, o que ocorre no interior do tacho com a água do produto, mas não é a fonte de energia do processo — é a consequência dele. Além disso, ignora a parcela de calor sensível liberada pelo resfriamento do vapor.
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