O que é entalpia de combustão?

É a quantidade de energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância, geralmente expressa em kJ/mol.

Como se calcula a quantidade de mols a partir da energia liberada?

Divide-se a energia total pela entalpia de combustão: $n = \frac{Q}{\Delta H}$.

Qual a equação balanceada da combustão completa do carbono?

$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$.

Como converter mols de CO$_2$ em massa?

Multiplica-se o número de mols pela massa molar do CO$_2$ (44 g/mol).

Por que a geração de energia por carvão aumenta a pegada de carbono?

Porque a combustão do carvão libera grandes quantidades de CO$_2$, um gás de efeito estufa.

O que significa 'pegada de carbono'?

É a quantidade total de emissões de CO$_2$ (ou equivalentes) associada a uma atividade ou produto.

Qual a relação entre energia consumida e impacto ambiental em processos digitais?

Quanto maior o consumo energético, maior tende a ser a emissão de CO$_2$ se a energia for de fontes fósseis, aumentando o impacto ambiental.

Essa imagem, chamada de “A formatura da capivara”, foi gerada por Inteligência Artificial (IA). Em 2024 estimou-se que 30 milhões de imagens foram geradas diariamente no mundo utilizando modelos de IA a um gasto energético médio de $131\text{ kJ}$ por imagem. O uso intenso dessa tecnologia tem levado à reativação de usinas termoelétricas e à construção de novas usinas nucleares para suportar os servidores que realizam o processamento de IA. Considerando que toda a energia para gerar essas imagens fosse proveniente da combustão completa de carvão, a pegada de carbono diária medida em toneladas de $\text{CO}_2$ formado, resultante da produção dessas imagens, seria de Note e adote: Massa molar (g/mol) : $\text{C} = 12$; $\text{O} = 16$ Entalpia de combustão completa do carvão: $\Delta H = - 393\text{ kJ/mol}$

FUVEST 2026 Questão 28

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Resolução

A questão aborda o impacto ambiental da geração de imagens por Inteligência Artificial, relacionando o consumo energético desse processo à emissão de CO$_2$ caso toda a energia fosse suprida por combustão de carvão. Os conceitos necessários incluem cálculo de energia total consumida, conversão de energia em quantidade de matéria (mol de carvão queimado), estequiometria da reação de combustão do carbono e conversão de mols de CO$_2$ em massa (toneladas). O passo a passo é: 1) calcular a energia total diária (30 milhões × 131 kJ); 2) determinar quantos mols de carvão são necessários usando a entalpia de combustão ($\Delta H = -393$ kJ/mol); 3) calcular quantos mols de CO$_2$ são produzidos (1:1 com o C queimado); 4) converter mols de CO$_2$ em massa (usando massa molar de 44 g/mol); 5) converter para toneladas. O resultado final é aproximadamente 440 toneladas de CO$_2$, alternativa E.

Comentários por alternativa

A 0,2.

A alternativa A (0,2) está incorreta porque subestima drasticamente a quantidade de CO$_2$ gerada, provavelmente por erro de escala ou conversão de unidades.
B 10.

A alternativa B (10) também está errada, pois representa um valor muito baixo frente à quantidade de energia envolvida e ao número de imagens geradas.
C 150.

A alternativa C (150) não corresponde ao cálculo correto; embora mais próxima, ainda subestima o impacto real, mostrando erro na conversão de energia para massa de CO$_2$.
D 280.

A alternativa D (280) é um valor intermediário, mas ainda insuficiente diante do cálculo estequiométrico correto, indicando erro na aplicação da relação entre energia, mols e massa.
E 440.

A alternativa E (440) está correta porque, seguindo o cálculo: energia total diária = $3 \times 10^7 \times 131 = 3,93 \times 10^9$ kJ; número de mols de carvão queimado = $\frac{3,93 \times 10^9}{393} \approx 10^7$ mol; massa de CO$_2$ = $10^7 \times 44$ g = $4,4 \times 10^8$ g = 440 toneladas. Portanto, E é a resposta certa.

Flashcards

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1. O que é entalpia de combustão?: É a quantidade de energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância, geralmente expressa em kJ/mol.
2. Como se calcula a quantidade de mols a partir da energia liberada?: Divide-se a energia total pela entalpia de combustão: $n = \frac{Q}{\Delta H}$.
3. Qual a equação balanceada da combustão completa do carbono?: $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$.
4. Como converter mols de CO$_2$ em massa?: Multiplica-se o número de mols pela massa molar do CO$_2$ (44 g/mol).
5. Por que a geração de energia por carvão aumenta a pegada de carbono?: Porque a combustão do carvão libera grandes quantidades de CO$_2$, um gás de efeito estufa.
6. O que significa 'pegada de carbono'?: É a quantidade total de emissões de CO$_2$ (ou equivalentes) associada a uma atividade ou produto.
7. Qual a relação entre energia consumida e impacto ambiental em processos digitais?: Quanto maior o consumo energético, maior tende a ser a emissão de CO$_2$ se a energia for de fontes fósseis, aumentando o impacto ambiental.