Questão 133 do Enem 2020 Digital: como o leite UHT esfria de repente

Enem 2020 Digital · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 99 · rosa 94 · cinza 107

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E transferência de energia térmica durante a vaporização da água presente no leite.

O leite UHT (do inglês Ultra-High Temperature) é o leite tratado termicamente por um processo que recebe o nome de ultrapasteurização. Elevando sua temperatura homogeneamente a 135 °C por apenas 1 ou 2 segundos, o leite é esterilizado sem prejudicar significativamente seu sabor e aparência. Desse modo, ele pode ser armazenado, sem a necessidade de refrigeração, por meses. Para alcançar essa temperatura sem que a água que o compõe vaporize, o leite é aquecido em alta pressão. É necessário, entretanto, resfriar o leite rapidamente para evitar o seu cozimento. Para tanto, a pressão é reduzida subitamente, de modo que parte da água vaporize e a temperatura diminua.

O processo termodinâmico que explica essa redução súbita de temperatura é a

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Por que o leite esfria de repente quando a pressão é reduzida.

Mudar de estado consome calor

Para a água passar de líquido a vapor, ela precisa receber muito calor: o calor latente de vaporização.

No leite UHT

A 135 °C e em alta pressão, a água do leite está líquida. Quando a pressão cai de repente, essa temperatura passa a ser acima do ponto de ebulição, e parte da água ferve na hora. O calor necessário para essa vaporização é retirado do próprio leite, que esfria rapidamente. É o mesmo princípio do suor esfriando a pele.

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
As bolhas se movem, mas a convecção não é o que retira tanto calor de uma vez. (10,1% marcaram)
B
A radiação térmica a 135 °C é pequena demais para esfriar o leite em instantes. (9,6% marcaram)
C
Foi a segunda mais marcada. Na expansão livre de um gás ideal, a temperatura não muda. O resfriamento vem do calor gasto para vaporizar a água. (22,8% marcaram)
D
Não há reação química transformando o calor em energia química. (18,7% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 26.421 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 637 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 21ª 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.

Acertaram38,7%dos candidatos marcaram a E

Habilidade 2 · Competência 1Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.

Como os candidatos responderam

A10,1%
B9,6%
C22,8%
D18,7%
E38,7% ✓ gabarito

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50032,2%
500 a 60045,6%
600 a 70051,8%
700 ou mais60,4%

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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