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Questão 57 — O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguint…

ENEM 2015 Questão 57

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada ate -198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela

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Resolução

Resposta correta: Letra C — Realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.

A questão aborda o armazenamento de energia elétrica excedente utilizando o ar atmosférico, especificamente o nitrogênio, por meio de processos físicos de liquefação e posterior expansão. Para resolvê-la, é necessário compreender conceitos de termodinâmica, como mudanças de estado físico (liquefação e ebulição), trabalho realizado sobre ou pelo gás, e conservação de energia. O processo descrito consiste em usar energia elétrica excedente para resfriar e liquefazer o nitrogênio do ar (transformando-o de gás para líquido), armazenando assim energia na forma de trabalho realizado sobre o gás. Quando o nitrogênio líquido volta ao estado gasoso, parte dessa energia pode ser recuperada. O raciocínio correto é perceber que o armazenamento ocorre no momento em que se realiza trabalho sobre o nitrogênio para liquefazê-lo, utilizando a energia excedente da rede elétrica. As demais etapas do processo referem-se à recuperação ou preparação, não ao armazenamento em si.

Comentários por alternativa

  1. A Expansão do nitrogênio durante a ebulição.
    Errada. A expansão do nitrogênio durante a ebulição é o momento de recuperação da energia armazenada, não o de armazenamento do excedente elétrico.
  2. B Absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
    Errada. A absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição está relacionada à conversão de energia térmica em trabalho, ou seja, à liberação da energia previamente armazenada, não ao armazenamento em si.
  3. C Realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
    Correta. O armazenamento do excedente de energia elétrica ocorre quando se realiza trabalho sobre o nitrogênio gasoso para liquefazê-lo, utilizando essa energia para mudar seu estado físico e armazená-la na forma de energia interna do líquido.
  4. D Retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
    Errada. A retirada de água e gás carbônico do ar é apenas uma etapa preparatória para purificar o nitrogênio, não está relacionada ao armazenamento de energia elétrica.
  5. E Liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação
    Errada. A liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação é uma consequência do processo, mas não representa o armazenamento do excedente de energia elétrica.

Flashcards

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

1 / 7
1. O que é liquefação de um gás?
Liquefação é a passagem do estado gasoso para o líquido, geralmente por resfriamento e/ou aumento de pressão.
2. Como a energia elétrica pode ser armazenada usando nitrogênio líquido?
A energia elétrica é usada para resfriar e liquefazer o nitrogênio, armazenando energia na forma de trabalho realizado sobre o gás.
3. O que ocorre com o volume do nitrogênio ao ser liquefeito?
O volume do nitrogênio diminui cerca de 700 vezes ao passar do estado gasoso para o líquido.
4. Qual é a principal forma de recuperar a energia armazenada no nitrogênio líquido?
A energia é recuperada quando o nitrogênio líquido entra em ebulição e se expande, podendo acionar turbinas para gerar eletricidade.
5. O que significa realizar trabalho sobre um gás?
Realizar trabalho sobre um gás significa comprimi-lo ou resfriá-lo, transferindo energia para ele, geralmente para mudar seu estado físico.
6. Por que é necessário remover água e CO2 do ar antes de liquefazer o nitrogênio?
A remoção de água e CO2 evita a formação de sólidos ou impurezas que poderiam dificultar ou danificar o processo de liquefação do nitrogênio.
7. Qual conceito termodinâmico está envolvido na conversão de energia elétrica em energia interna do nitrogênio?
O conceito envolvido é a primeira lei da termodinâmica, que relaciona o trabalho realizado sobre o sistema à variação de sua energia interna.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.