O mercado automotivo tem experimentado o aumento nas vendas de carros híbridos. Essa tendência se deve aos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
O mercado automotivo tem experimentado o aumento nas vendas de carros híbridos. Essa tendência se deve aos limites cada vez menores de emissão de poluentes estabelecidos por entidades governamentais e à diminuição do custo de produção dos carros híbridos. Considerando que no carro à combustão, a partir da queima completa do etanol, por percorrer um quilômetro, são liberadas 900 kcal, enquanto no carro híbrido, que é auxiliado pelo motor elétrico, são liberadas 600 kcal para percorrer o mesmo percurso. UEL - 2023 Com base nos conhecimentos sobre termoquímica, assinale a alternativa que apresenta, correta e aproximadamente, o consumo dos carros à combustão e híbrido, respectivamente, em km L?¹.
- A) 6,23 e 9,35
- B) 7,10 e 10,55
- C) 4,35 e 6,52
- D) 8,36 e 12,54
- E) 5,20 e 7,80
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Os dados do enunciado são 900 kcal por km para o carro à combustão e 600 kcal por km para o híbrido. Para achar o consumo em km/L, é preciso saber quanta energia existe em 1 L de etanol. Essa informação vem do conhecimento de termoquímica, não do enunciado. Passo 2: A reação de combustão completa do etanol é C2H5OH + 3 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O, com variação de entalpia de cerca de -1367 kJ por mol de etanol. Passo 3: A massa molar do etanol é 46 g/mol e a densidade é cerca de 0,79 g/mL, ou seja, 790 g por litro. Passo 4: Em 1 L há 790/46, aproximadamente 17,2 mol de etanol. Assim, a energia liberada por litro é 17,2 x 1367, aproximadamente 23.470 kJ. Passo 5: Convertendo para kcal (1 kcal = 4,184 kJ), obtém-se cerca de 5.610 kcal por litro. Passo 6: Consumo do carro à combustão: 5.610 / 900, aproximadamente 6,23 km/L. Consumo do híbrido: 5.610 / 600, aproximadamente 9,35 km/L. Passo 7: Portanto, a alternativa correta é a A, e o gabarito oficial está coerente com esse cálculo. Passo 8: A alternativa B está errada, pois seus valores implicariam uma energia por litro muito maior que a do etanol. A alternativa C está errada, pois implicaria energia por litro bem menor que a real. A alternativa D está errada, pois seus valores correspondem a uma energia por litro cerca de 35% maior que a real. A alternativa E está errada, pois implica energia por litro abaixo da real e não reproduz a razão correta entre os consumos.
💡 Dica: Compare a energia liberada por quilômetro para cada tipo de carro.
Alternativa por alternativa
CORRETA. Os valores de 6,23 e 9,35 correspondem corretamente à eficiência energética dos carros híbridos em comparação com carros à combustão.
O aluno provavelmente usou um valor incorreto de densidade ou de entalpia de combustão do etanol, obtendo uma energia por litro maior que a real. Não conferiu a ordem de grandeza do resultado.
Por que engana: Confundir a quantidade de energia liberada por quilômetro entre os diferentes tipos de carro, não considerando a eficiência do carro híbrido.
O aluno provavelmente subestimou a energia por litro do etanol, possivelmente por erro na conversão de massa para mols ou na escolha da entalpia de combustão. O resultado fica abaixo do valor real.
O aluno provavelmente misturou unidades, como usar o valor da entalpia em kJ sem converter corretamente para kcal, ou aplicou um fator de conversão errado. Isso eleva artificialmente a energia por litro.
O aluno provavelmente não converteu a massa de etanol em mols nem usou a densidade para chegar ao volume, e assim errou a energia por litro. Os valores ficam abaixo do esperado.
Raio-X da questão
energia liberada, eficiência energética
avaliacao
cálculo de eficiência energética · conversão de unidades de energia
Revisar conceitos de energia e eficiência em motores de combustão e híbridos.
Confundir a quantidade de energia liberada por quilômetro entre os diferentes tipos de carro, não considerando a eficiência do carro híbrido.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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