Questão 121 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Essa questão testa como uma substância pura se comporta durante as mudanças de estado físico e como isso aparece em um gráfico de temperatura por tempo.

O comportamento de substâncias puras

Ao aquecermos uma substância pura, a temperatura sobe gradualmente até atingir o ponto de mudança de estado (fusão ou ebulição). O ponto-chave é que, durante a mudança de estado de uma substância pura, a temperatura permanece constante até que toda a massa tenha mudado de fase. Em um gráfico de temperatura ($T$) por tempo ($t$), essa temperatura constante aparece como uma linha horizontal, chamada de patamar.

Aplicando aos dados

O enunciado afirma que a amostra de $\text{SiO}_2$ é pura e fornece:

• Temperatura de fusão: $T_{\text{fusão}} = 1\,600\,^\circ\text{C}$
• Temperatura de ebulição: $T_{\text{ebulição}} = 2\,230\,^\circ\text{C}$

Portanto, o gráfico correto precisa mostrar a temperatura subindo até $1\,600\,^\circ\text{C}$, onde forma um primeiro patamar horizontal (fusão: sólido → líquido); em seguida a temperatura volta a subir até $2\,230\,^\circ\text{C}$, onde forma um segundo patamar horizontal (ebulição: líquido → gás); e depois continua subindo.

Critério de escolha

O gráfico procurado é aquele que exibe exatamente dois patamares horizontais, um em $1\,600\,^\circ\text{C}$ e outro em $2\,230\,^\circ\text{C}$, separados por trechos de subida. Um gráfico sem patamares corresponderia a uma mistura comum; um gráfico com apenas um patamar representaria uma única mudança de estado a temperatura constante, o que não descreve uma amostra pura submetida à fusão e à ebulição.

A opção que atende a esse critério — dois patamares horizontais nas temperaturas de fusão e de ebulição — é a alternativa D.