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Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 120 — O crescimento da frota de veículos em circulação no mundo tem levado à busca e desenvolvimento de tecnologias que permitam minimizar emissões de polu…

ENEM 2020 Questão 120

O crescimento da frota de veículos em circulação no mundo tem levado à busca e desenvolvimento de tecnologias que permitam minimizar emissões de poluentes atmosféricos. O uso de veículos elétricos é uma das propostas mais propagandeadas por serem de emissão zero. Podemos comparar a emissão de carbono na forma de CO$_2$ (massa molar igual a 44 g mol$^{-1}$) para os dois tipos de carros (a combustão e elétrico). Considere que os veículos tradicionais a combustão, movidos a etanol (massa molar igual a 46 g mol$^{-1}$), emitem uma média de 2,6 mol de CO$_2$ por quilômetro rodado, e os elétricos emitem o equivalente a 0,45 mol de CO$_2$ por quilômetro rodado (considerando as emissões na geração e transmissão da eletricidade). A reação e combustão do etanol pode ser representada pela equação química: $$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \ (l) + 3 \ \text{O}_2 \ (g) \rightarrow 2 \ \text{CO}_2 \ (g) + 3 \ \text{H}_2\text{O} \ (g)$$ Foram analisadas as emissões de CO$_2$ envolvidas em dois veículos, um movido a etanol e outro elétrico, em um mesmo trajeto de 1 000 km.

CHIARADIA, C. A. Estudo da viabilidade da implantação de frotas de veículos elétricos e híbridos elétricos no atual cenário econômico, político, energético e ambiental brasileiro. Guaratinguetá: Unesp, 2015 (adaptado)

A quantidade equivalente de etanol economizada, em quilograma, com o uso do veículo elétrico nesse trajeto, é mais próxima de

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Resolução

Resposta correta: Letra A — 50.

A questão compara as emissões de CO$_2$ de veículos a combustão (etanol) e elétricos em um trajeto de 1.000 km, pedindo a quantidade de etanol economizada (em kg) ao optar pelo carro elétrico. O raciocínio envolve: (1) calcular a diferença de emissão de CO$_2$ entre os veículos para 1.000 km; (2) converter essa diferença (em mols) para massa (em g e depois kg); (3) usar a estequiometria da combustão do etanol para determinar quantos mols de etanol seriam necessários para gerar essa quantidade de CO$_2$; (4) converter a quantidade de etanol de mols para kg. Passo a passo: 1. Diferença de emissão de CO$_2$ por km: $2,6 - 0,45 = 2,15$ mol/km. Em 1.000 km: $2,15 \times 1.000 = 2.150$ mol de CO$_2$ economizados. 2. Massa de CO$_2$ economizada: $2.150 \times 44 = 94.600$ g $= 94,6$ kg. 3. Pela reação, cada mol de etanol gera 2 mol de CO$_2$. Logo, $n_{\text{etanol}} = \frac{2.150}{2} = 1.075$ mol. 4. Massa de etanol: $1.075 \times 46 = 49.450$ g $= 49,45$ kg. 5. A alternativa mais próxima é 50 kg (A).

Comentários por alternativa

  1. A 50.
    A alternativa A está correta porque, ao seguir todos os cálculos estequiométricos e conversões de unidades, encontramos aproximadamente 49,45 kg de etanol economizados, valor mais próximo de 50 kg.
  2. B 60.
    A alternativa B (60 kg) está incorreta, pois superestima a quantidade de etanol economizada, provavelmente por erro na proporção estequiométrica ou na conversão de unidades.
  3. C 95.
    A alternativa C (95 kg) está errada porque corresponde à massa de CO$_2$ economizada, não à massa de etanol. O erro comum é confundir a substância emitida com a consumida.
  4. D 99.
    A alternativa D (99 kg) também representa um valor próximo à massa de CO$_2$ economizada, não de etanol, mostrando confusão entre reagente e produto.
  5. E 120.
    A alternativa E (120 kg) é um valor ainda mais distante, indicando erro grosseiro na aplicação da estequiometria ou na conversão entre mols e massa.

Flashcards

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

1 / 7
1. O que representa a estequiometria em uma reação química?
A estequiometria indica as proporções em mols entre reagentes e produtos em uma reação química.
2. Como calcular a massa de uma substância a partir do número de mols?
Multiplica-se o número de mols pela massa molar da substância: $m = n \times M$.
3. Qual a relação entre etanol e CO$_2$ na combustão completa do etanol?
Cada mol de etanol gera 2 mols de CO$_2$ na combustão completa.
4. Por que veículos elétricos não são totalmente 'emissão zero'?
Porque a geração e transmissão de eletricidade pode envolver emissões de CO$_2$, dependendo da matriz energética.
5. O que significa massa molar?
Massa molar é a massa de 1 mol de uma substância, expressa em g/mol.
6. Como converter gramas para quilogramas?
Divide-se o valor em gramas por 1.000 para obter o valor em quilogramas.
7. Por que é importante comparar emissões de CO$_2$ ao avaliar tecnologias veiculares?
Porque o CO$_2$ é um dos principais gases do efeito estufa, e sua redução é fundamental para mitigar mudanças climáticas.

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.