O alcoolômetro 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 0 oGL a 100 oGL, com divisões de 0,1 oGL. A concepção do alcoolômetro se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro. A escala do instrumento é aferida a 20 oC, 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 alcoolômetro, com a temperatura.
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.
D) aumento da concentração de álcool durante a medida.
E) alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.
Resolução em Texto
- Matérias Necessárias:
- Física e Química (conceitos de densidade, dilatação térmica e uso de instrumentos de medição).
- Nível da Questão: Médio.
- Gabarito: C.
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da Questão: Identificar por que é necessária a correção da medida do álcoolmetro quando há variação de temperatura.
Palavras-chave: “aumento da temperatura”, “correção da medida”.
Objetivo: Explicar a relação entre temperatura, densidade e o funcionamento do álcoolmetro.
Dica Geral: ⚠️ Cuidado com conceitos de densidade. A densidade depende diretamente do volume, que pode variar com a temperatura, enquanto a massa permanece constante.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Texto
O álcoolmetro mede a densidade de uma solução de água e álcool, baseada no princípio de flutuabilidade. Quando a temperatura aumenta:
- O volume da solução aumenta devido à dilatação térmica.
- A massa da solução não muda.
- Como consequência, a densidade da solução diminui.
Logo, é necessário corrigir a leitura para garantir precisão, pois o aumento de temperatura altera a densidade, o que impacta o funcionamento do álcoolmetro.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Dilatação Térmica:
- Materiais aumentam de volume quando aquecidos.
- O volume de líquidos, como a solução de água e álcool, também se expande com a temperatura.
- Densidade:
- Fórmula:
- Quando o volume (V) aumenta devido à temperatura, a densidade (d) diminui, pois a massa (m) permanece constante.
- Fórmula:
- Correção no Álcoolmetro:
- O álcoolmetro mede a densidade para determinar a proporção de álcool na solução.
- Alterações na densidade, sem ajustes, causam erros na medição.
4º Passo: Análise das Alternativas
A) Aumento da dissociação da água.
- Incorreta: A dissociação não ocorre simplesmente por aumento da temperatura em misturas homogêneas como água e álcool.
B) Diminuição da adesão da água e do álcool.
- Incorreta: A adesão entre moléculas não é o fator que impacta diretamente a medição do álcoolmetro.
C) Mudança da densidade da água e do álcool.
- Correta: O aumento da temperatura provoca dilatação térmica, alterando o volume da solução e, consequentemente, sua densidade.
D) Aumento da concentração do álcool durante a medida.
- Incorreta: A concentração de álcool na solução não muda com o aumento da temperatura.
E) Alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.
- Incorreta: A variação de temperatura não altera as propriedades químicas, apenas as físicas, como densidade.
Conclusão: Alternativa correta: C.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão: A correção da medida é necessária porque o aumento de temperatura altera o volume da solução, diminuindo sua densidade, o que impacta diretamente a leitura do álcoolmetro. Essa variação é explicada pela dilatação térmica, que não afeta a massa da solução, mas aumenta o volume.
Resumo Final: A mudança na densidade da solução causada pela dilatação térmica exige correções na leitura do álcoolmetro para garantir precisão nas medições.
