Questão 57 do ENEM 2015 comentada
Entenda como o trabalho realizado sobre um gás pode armazenar energia em um processo de liquefação.
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
- AExpansão do nitrogênio durante a ebulição.
- BAbsorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
- CRealização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
- DRetirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
- ELiberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação
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O que a questão cobra
A questão avalia a relação entre trabalho, calor e mudanças de estado físico. Você precisa distinguir a etapa em que a energia é armazenada daquela em que parte dela é recuperada.
Resolução
O processo usa energia elétrica excedente para resfriar o ar e liquefazer o nitrogênio. Assim, a energia é empregada durante a liquefação, por meio da realização de trabalho sobre o gás. Essa é a etapa de armazenamento descrita na questão.
A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo
Depois, quando o nitrogênio líquido entra em ebulição e se expande, ele pode movimentar turbinas. Essa etapa recupera parcialmente a energia armazenada; não é o momento em que o excedente é guardado. A expansão e a absorção de calor durante a ebulição fazem parte da transformação posterior.
Portanto, a alternativa C relaciona corretamente o uso da energia elétrica à realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação. As demais opções confundem o armazenamento com etapas de recuperação ou com procedimentos de preparação do ar.
Alternativa por alternativa
- A
A expansão acontece quando o nitrogênio entra em ebulição e contribui para girar as turbinas. Essa etapa recupera parte da energia, não a armazena.
- B
O nitrogênio absorve calor ao entrar em ebulição, mas essa mudança ocorre na etapa de recuperação de energia. O excedente é empregado antes, na liquefação.
- C
Correta. A energia elétrica excedente é usada no processo de liquefação, realizando trabalho sobre o nitrogênio. Por isso, essa alternativa identifica a etapa de armazenamento.
- D
A retirada de água e gás carbônico prepara o ar para o resfriamento. O enunciado não apresenta essa remoção como o modo de armazenar energia.
- E
Na liquefação, o nitrogênio passa ao estado líquido; a liberação de calor não corresponde ao uso do excedente elétrico descrito. A energia é empregada para realizar trabalho no processo.
Para lembrarNa liquefação, o processo pode consumir energia; na ebulição, o líquido absorve calor e pode se expandir.
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