Ciências da Natureza e suas Tecnologias
medium

Pregunta de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019f6986

Enunciado de la Pregunta
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#Circuitos Elétricos
Medio

O alcoômetro Gay Lussac é um instrumento destinado a medir o teor de álcool, em porcentagem de volume (v/v), de soluções de água e álcool na faixa de a , com divisões de . A concepção do alcoômetro se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro. A escala do instrumento é aferida a , sendo necessária a correção da medida, caso a temperatura da solução não esteja na temperatura de aferição. É apresentada parte da tabela de correção de um alcoômetro, com a temperatura.

Content Image
Manual alcoômetro Gay Lussac. Disponível em: www.incoterm.com.br. Acesso em: 4 dez. 2018 (adaptado).

É necessária a correção da medida do instrumento, pois um aumento na temperatura promove o(a)

A

aumento da dissociação da água.

B

aumento da densidade da água e do álcool.

C

mudança do volume dos materiais por dilatação.

Correcto
D

aumento da concentração de álcool durante a medida.

E

alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.

Explicación Oficial / Explicaciones de la Comunidad

A necessidade de correção da leitura do alcoômetro com a variação de temperatura deve-se a um fenômeno físico fundamental: a dilatação térmica.

  1. Princípio de Funcionamento: O alcoômetro funciona como um densímetro, baseado no Princípio de Arquimedes. Ele flutua no líquido de modo que o empuxo exercido pelo fluido equilibre o peso do próprio instrumento. O empuxo () é dado por:

    Onde é a densidade da mistura hidroalcoólica, é a aceleração da gravidade e é o volume do alcoômetro que fica submerso.

  2. Efeito da Temperatura: Quando a temperatura da solução aumenta, as moléculas de água e de álcool ganham energia cinética e se afastam, resultando na dilatação térmica da mistura (aumento do volume). Como a densidade () é a razão entre a massa () e o volume ():

    Com o aumento do volume dos materiais por dilatação, a densidade da mistura diminui.

  3. Impacto na Medida: Sendo o líquido menos denso em temperaturas mais altas, o instrumento precisa afundar mais (aumentando ) para conseguir o empuxo necessário para flutuar. Isso altera diretamente a marcação da escala, exigindo a correção tabelada.

Análise das alternativas incorretas:

  • A está incorreta, pois a variação na dissociação iônica da água é desprezível e não influencia de forma mensurável a densidade ou a flutuação do instrumento.
  • B está incorreta, pois o aumento da temperatura provoca a diminuição da densidade dos líquidos devido à dilatação (aumento do volume para uma mesma massa), e não o aumento.
  • D está incorreta, pois a quantidade de matéria (massa) de álcool e água permanece constante durante a medição rápida; não há reação química ou evaporação expressiva que altere a concentração real da mistura apenas pelo equilíbrio térmico do termômetro.
  • E está incorreta, pois a dilatação térmica e a alteração de densidade são fenômenos estritamente físicos, não alterando as propriedades químicas (composição molecular) da mistura.