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Ciências da Natureza ENEM 2021 difícil

Questão 133 do ENEM 2021 comentada

Cálculo da força eletromotriz de uma bateria em série a partir de potenciais de redução.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 133ENEM 2021

O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.

figura da questão

Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.

figura da questão

Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?

  1. A
    I
  2. B
    II
  3. C
    III
  4. D
    IV
  5. E
    V

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Ver a resposta e a resolução

Resposta: Dgabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige calcular a força eletromotriz de uma pilha usando potenciais-padrão de redução e considerar a associação em série. Depois, você compara o resultado com as faixas da tabela.

Resolução

associação em série de três pilhas de lítio-iodo

Na pilha, o iodo sofre redução, enquanto o lítio sofre oxidação. O potencial de redução do lítio aparece como −3,05 V; como ele é oxidado, invertemos o sinal para calcular a força eletromotriz da pilha:

E° = 0,54 − (−3,05) = 3,59 V

Na associação em série, as forças eletromotrizes das pilhas se somam. Portanto, para as três pilhas:

E° da bateria = 3 × 3,59 = 10,77 V

A tabela da figura organiza os dispositivos por faixas de força eletromotriz. Comparando o resultado com essas faixas, 10,77 V está entre 10,5 V e 10,9 V, que corresponde ao dispositivo IV. Assim, essa bateria é adequada para o carrinho de controle remoto.

Alternativa por alternativa

  • A

    a faixa do dispositivo I é de 1,2 V a 1,5 V, e 10,77 V não está nesse intervalo.

  • B

    a faixa do dispositivo II é de 3,5 V a 3,8 V, e 10,77 V não está nesse intervalo.

  • C

    a faixa do dispositivo III é de 7,5 V a 7,8 V, e 10,77 V não está nesse intervalo.

  • D

    Correta. a bateria fornece 10,77 V, valor dentro da faixa de 10,5 V a 10,9 V do dispositivo IV.

  • E

    a faixa do dispositivo V é de 19,5 V a 20,0 V, e 10,77 V não está nesse intervalo.

Para lembrarEm série, as forças eletromotrizes se somam; para calcular a de uma pilha, use E°cel = E°red(cátodo) − E°red(ânodo).

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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