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Questão — Em um estudo sobre os efeitos das diferentes razões ar/combustível na emissão de poluentes por motores a combustão interna, um gráfico apresenta a co…

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Difícil Referência ENEM - 2024 - Questão 114

Em um estudo sobre os efeitos das diferentes razões ar/combustível na emissão de poluentes por motores a combustão interna, um gráfico apresenta a concentração relativa de hidrocarbonetos não queimados (HC) e monóxido de nitrogênio (NO) em função do aumento da razão ar/combustível. Considerando que misturas muito ricas ou muito pobres influenciam processos distintos de formação desses gases, analise a tendência esperada para as emissões em uma condição de mistura moderadamente pobre, próxima do ponto ideal para redução dos HC, mas ainda com presença significativa de oxigênio residual.

Com base nessa análise, qual das combinações a seguir de níveis relativos de HC e NO corresponde mais adequadamente a essa condição?

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Resolução

Resposta correta: Letra B — Nível intermediário de HC e alta emissão de NO, resultado da maior temperatura da chama promovendo a formação de óxidos de nitrogênio, enquanto parte dos hidrocarbonetos não é totalmente oxidada.

A questão aborda a relação entre a razão ar/combustível e a emissão de poluentes em motores a combustão interna, focando nos hidrocarbonetos não queimados (HC) e no monóxido de nitrogênio (NO). Para resolvê-la, é necessário compreender como a variação da mistura (rica, pobre ou estequiométrica) afeta a formação desses poluentes. Misturas ricas (pouco oxigênio) favorecem HC devido à combustão incompleta, enquanto misturas pobres (muito oxigênio) podem reduzir HC, mas, se houver temperatura suficiente, aumentam a formação de NO devido à maior disponibilidade de oxigênio e temperaturas elevadas. A mistura moderadamente pobre, próxima do ponto ideal para redução de HC, ainda mantém temperaturas altas o suficiente para a formação de NO, resultando em baixa emissão de HC e alta de NO. O raciocínio envolve identificar que, nessa condição, a combustão é mais completa (menos HC), mas a formação de NO é favorecida.

Comentários por alternativa

  1. A Alta emissão de HC e baixa emissão de NO, devido à combustão incompleta favorecida pela falta de oxigênio.
    Errada. A alternativa A descreve uma situação de mistura muito rica, com pouco oxigênio, o que realmente aumenta HC, mas reduz NO. No entanto, a questão pede uma mistura moderadamente pobre, não rica.
  2. B Nível intermediário de HC e alta emissão de NO, resultado da maior temperatura da chama promovendo a formação de óxidos de nitrogênio, enquanto parte dos hidrocarbonetos não é totalmente oxidada.
    Correta. A alternativa B está correta porque, em uma mistura moderadamente pobre, há oxigênio suficiente para queimar a maior parte dos hidrocarbonetos (HC baixo/intermediário), mas a temperatura da chama ainda é alta, favorecendo a formação de NO, resultando em alta emissão desse poluente.
  3. C Baixa emissão de HC e baixa emissão de NO, indicativo de combustão praticamente perfeita sem formação significativa de resíduos ou poluentes de alta temperatura.
    Errada. A alternativa C sugere combustão perfeita, o que é teórico e não ocorre na prática. Mesmo em condições ideais, sempre haverá alguma emissão de poluentes, especialmente NO devido às altas temperaturas.
  4. D Alta emissão de HC e alta emissão de NO, decorrente da mistura muito rica que provoca combustão incompleta e alta temperatura simultaneamente.
    Errada. A alternativa D mistura características de misturas ricas (alta HC) e pobres (alta NO), mas não condiz com a situação descrita, pois uma mistura muito rica não gera alta NO devido à baixa disponibilidade de oxigênio.
  5. E Nível intermediário de HC e baixa emissão de NO, devido à redução da temperatura da chama e maior presença de oxigênio residual que suprime formação de NO.
    Errada. A alternativa E erra ao afirmar que a formação de NO é baixa em mistura moderadamente pobre; na verdade, a presença de oxigênio e a alta temperatura favorecem a formação de NO, não sua redução.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que significa razão ar/combustível em motores a combustão interna?
É a proporção entre a massa de ar e a massa de combustível admitidas no motor, influenciando eficiência e emissões.
2. Por que misturas ricas aumentam a emissão de hidrocarbonetos não queimados (HC)?
Misturas ricas têm pouco oxigênio, dificultando a combustão completa e aumentando HC não queimados nos gases de escape.
3. Como a formação de monóxido de nitrogênio (NO) depende da temperatura da chama?
A formação de NO é favorecida por altas temperaturas, pois o nitrogênio do ar reage com o oxigênio disponível.
4. O que ocorre com as emissões de HC e NO em misturas moderadamente pobres?
HC diminui devido à combustão mais completa, enquanto NO aumenta devido à maior disponibilidade de oxigênio e temperatura elevada.
5. O que é mistura estequiométrica?
É a proporção ideal de ar e combustível para que todo o combustível seja queimado sem excesso de ar ou combustível.
6. Por que misturas muito pobres também podem aumentar HC?
Misturas muito pobres podem não sustentar a combustão completa, resultando em aumento de HC não queimados.
7. Qual é o principal fator que limita a formação de NO em misturas ricas?
A baixa disponibilidade de oxigênio, que impede a reação do nitrogênio do ar com o oxigênio para formar NO.

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