Energia térmica, obtida a partir da conversão de energia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes…

Questão

Energia térmica, obtida a partir da conversão de energia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes isolados, contendo sais fundidos em altas temperaturas. Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio (NaNO3), aumentando sua temperatura de 300 °C para 550 °C, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300 °C. Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a [FUVEST 2010 - Questão 86] FUVEST - 2010

1. A) 4,32 kg.
2. B) 120 kg.
3. C) 240 kg.
4. D) 3x10^4 kg.
5. E) 3,6x10^4 kg.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique o que a questão pede. Queremos a massa de nitrato de sódio (NaNO3) que armazena a mesma quantidade de energia térmica que a queima de 1 L de gasolina libera. Assim, a energia da gasolina deve ser igual à energia térmica absorvida pelo sal. Passo 2: Determine a energia liberada pela gasolina. Use o valor de referência de cerca de 3,6x10^4 kJ por litro de gasolina (aproximadamente 3,6x10^7 J). Passo 3: Calcule a variação de temperatura do sal. Ele vai de 300 °C a 550 °C, logo ΔT = 550 - 300 = 250 °C. Passo 4: Use a equação do calor sensível, Q = m x c x ΔT. Adote o calor específico do nitrato de sódio no estado fundido como cerca de 1,2 kJ/(kg·°C). Passo 5: Isole a massa: m = Q / (c x ΔT) = 3,6x10^4 kJ / (1,2 kJ/(kg·°C) x 250 °C) = 3,6x10^4 / 300 = 120 kg. Portanto, a alternativa correta é a B. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A) 4,32 kg é muito pequena, pois ignora a ordem de grandeza da energia envolvida. C) 240 kg é o dobro do valor correto, como se a energia fosse contada duas vezes. D) 3x10^4 kg é muito grande, resultado de erro na escolha da variação de temperatura ou nas unidades. E) 3,6x10^4 kg usa o número da energia como se fosse massa, sem aplicar a equação do calor sensível.

💡 Dica: Use a fórmula da energia térmica para calcular a massa necessária.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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