Questão 118 do Enem 2018: o fenômeno por trás da curva de energia de ligação

Enem 2018 · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 122 · cinza 120 · rosa 110

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B dilatação.

Alguns materiais sólidos são compostos por átomos que interagem entre si formando ligações que podem ser covalentes, iônicas ou metálicas. A figura apresenta a energia potencial de ligação em função da distância interatômica em um sólido cristalino. Analisando essa figura, observa-se que, na temperatura de zero kelvin, a distância de equilíbrio da ligação entre os átomos (R₀) corresponde ao valor mínimo de energia potencial. Acima dessa temperatura, a energia térmica fornecida aos átomos aumenta sua energia cinética e faz com que eles oscilem em torno de uma posição de equilíbrio média (círculos cheios), que é diferente para cada temperatura. A distância de ligação pode variar sobre toda a extensão das linhas horizontais, identificadas com o valor da temperatura, de T₁ a T₄ (temperaturas crescentes).

Curva de energia de ligação contra distância interatômica, com mínimo em R₀ (T = 0 K). Linhas horizontais para T₁ a T₄, cada vez mais altas e largas; o ponto médio de cada linha (círculo cheio) fica cada vez mais à direita de R₀

O deslocamento observado na distância média revela o fenômeno da

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Resolução comentada

O que a questão pede

O que significa a distância média entre os átomos aumentar quando a temperatura sobe.

Lendo a figura

A curva de energia é assimétrica: à esquerda de R₀ ela sobe muito rápido (os átomos se repelem fortemente quando muito próximos); à direita, sobe devagar.

Quando a temperatura aumenta, os átomos oscilam entre os extremos de cada linha horizontal. Como o lado direito é mais “aberto”, o ponto médio da oscilação vai se deslocando para a direita: a distância média entre os átomos cresce de T₁ para T₄.

O fenômeno

Átomos, em média, mais afastados significam que o material ocupa mais espaço. Isso é a dilatação térmica, explicada aqui na escala atômica.

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Ionização é a perda de elétrons por um átomo. A figura trata da distância entre átomos. (19,7% marcaram)
C
Dissociação seria os átomos se separarem por completo, saindo da curva. Nas temperaturas mostradas, eles continuam ligados. (14,3% marcaram)
D
Foi a errada mais marcada. Os átomos seguem oscilando dentro do "poço" de energia: a ligação não se rompe. (21,4% marcaram)
E
O tipo de ligação não muda com o aquecimento mostrado. (15,2% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.905.085 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 673 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 17ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram29,1%dos candidatos marcaram a B

Habilidade 17 · Competência 5Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.

Como os candidatos responderam

A19,7%
B29,1% ✓ gabarito
C14,3%
D21,4%
E15,2%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50024,7%
500 a 60033,1%
600 a 70040,5%
700 ou mais56,6%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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