Energia

(Conteúdo muito solicitado no ENEM – veja os exercícios)

Podemos definir energia como sendo a propriedade que determinado corpo ou sistema possui que lhe permite realizar trabalho.

Assim, um corpo ou sistema qualquer que realiza ou é capaz de realizar trabalho, possui energia. Exemplos:

Esses diferentes tipos de energia podem ser transformados de uma modalidade em outra, por meio de processos naturais ou artificiais e que obedecem a um dos princípios mais importantes da Física e que é válido sempre - o princípio da conservação da energia.

“ A energia não  pode ser criada nem destruída, apenas transformada”

Tipos de Energia

Energia Mecânica  é composta da energia cinética e da energia potencial.

Energia Cinética é a energia que um corpo possui quando está em movimento, pois nesse caso é

capaz de realizar trabalho, efetuando um deslocamento ou produzindo uma deformação em outro corpo.

Energia Potencial é a energia que um corpo possui armazenada quando se encontra numa determinada posição e que pode ser liberada transformando-se em outro tipo de energia.

Assim, quando um corpo se encontra em determinada altura ele possui energia potencial gravitacional armazenada e que liberada, pode adquirir energia cinética ao cair e entrar em movimento.

Um corpo preso a uma mola comprimida possui energia potencial elástica armazenada e que pode se transformar em energia cinética quando a mola for distendida e fizer o corpo entrar em movimento.

 Energia elétrica  Como toda energia é a propriedade que um sistema possui de realizar trabalho, podemos definir energia elétrica como a capacidade de uma corrente elétrica de realizar trabalho, como por exemplo, um carrinho se deslocando através

de um motor elétrico (energia elétrica em mecânica), uma lâmpada sendo acesa ao ser percorrida por uma corrente elétrica (energia elétrica e luminosa e térmica) ou uma corrente elétrica percorrendo a resistência de um chuveiro (energia elétrica em térmica), etc.                                

  Energia Térmica   trata-se de uma forma de energia que está associada à temperatura de um corpo onde seus átomos estão  em constante movimento de agitação, ao qual denominamos vibração térmica, que é responsável pela energia térmica do corpo.

Quanto maior a agitação térmica, maior será o movimento vibratório dos átomos e consequentemente maior será sua temperatura que é o que ocorre, por exemplo, com a resistência

elétrica de um chuveiro que, ao ser percorrida por uma corrente elétrica, aumenta o movimento vibratório de seus átomos, ficando incandescente e liberando calor (energia elétrica em térmica).

Energia Química  é aquela que é liberada numa reação química, proveniente da quebra de ligações entre átomos.

Assim,quando ligamos o motor de um carro, a energia química da bateria se transforma em energia elétrica, que produzirá trabalho fazendo girar o motor.

 Após o carro entrar em movimento, parte da energia potencial química da gasolina se transformará

em energia cinética e moverá os pistões que fazem as rodas girarem, colocando o carro em movimento e parte será dissipada sob forma de térmica e sonora.

Energia Sonora  é transmitida através das ondas sonoras que são ondas mecânicas (necessitam de um meio material para se propagar) longitudinais (a direção de vibração coincide com a direção de propagação). Não se propagam no vácuo.

São produzidas por qualquer movimento vibratório e expandem-se no espaço (três dimensões) por meio de compressões e rarefações, até chegarem aos nossos ouvidos, onde os tímpanos, por

ressonância, são induzidos a vibrar com a mesma  freqüência da fonte e nos causam a sensação fisiológica do som.

A faixa média de freqüências audíveis para um ouvido humano normal varia de 20Hz  até 20.000Hz.

Ondas com freqüências inferiores a 20Hz são os infra-sons e superiores a 20.000Hz são os ultra-sons.

As ondas infra-sônicas e ultra-sônicas não são audíveis pelo ouvido humano. Os ultra-sons podem ser ouvidos por certos animais como morcego e o cão e também utilizados na medicina (ecocardiografia, ultra-sonografia obstétrica, etc) .

O que você deve saber, informações e dicas

“ A energia não pode ser criada ou destruída, somente transformada” A quantidade total de energia antes das transformações é sempre igual à quantidade total de energia depois das transformações.  ,,

Observe atentamente o esquema abaixo que mostra, por processos naturais e artificiais de que maneira a energia solar se transforma em energia elétrica. Assunto muito solicitado pelo ENEM.

1. A energia solar aquece as águas do oceano

2. A energia solar se transforma em térmica, aquecendo as águas do mar que se vaporizam.

3. O vapor de água sobe

4. O vapor de água esfria, se condensa na forma de gotículas e forma as nuvens

5. O vapor de água sob a forma de nuvens, é transportado para o continente se condensa, as gotas ficam pesadas e caem sob a forma de chuva.

6. Certa quantidade das águas da chuva é coletada pelo solo aumentando o volume dos rios e lagos. O resto retorna ao oceano pelos rios.

7. Barragens que represam as águas dos rios formando lagos artificiais que, através de desníveis hidráulicos naturais ou artificiais efetuam a captação e condução da água até a turbina.

8. Na central elétrica a água faz a turbina girar, que por sua vez aciona o gerador, produzindo assim, energia elétrica. Essa energia elétrica, através da torre de transmissão é transportada pelas linhas de transmissão até o consumidor.

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Energia

01-(ENEM) Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade.

Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:

a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina.

b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água.

c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.

d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.

e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

02- (ENEM) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas:

I. cinética em elétrica                          II. potencial gravitacional em cinética

Analisando o esquema a seguir, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre:

a) I - a água no nível h e a turbina, II - o gerador e a torre de distribuição.

b) I - a água no nível h e a turbina, II - a turbina e o gerador.

c) I - a turbina e o gerador, II - a turbina e o gerador.

d) I - a turbina e o gerador, II - a água no nível h e a turbina.

e) I - o gerador e a torre de distribuição, II - a água no nível h e a turbina.

03-(ENEM) A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica.  Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear.

A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações:

I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina.

II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica.

III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator.

Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s):

a) I.                     b) II.                     c) III.                      d) I e II.                      e) II e III.

04- (ENEM) O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de energia no país, continuamente busca alternativas de combustíveis.

Investigando alternativas ao óleo diesel, alguns especialistas apontam para o uso do óleo de girassol, menos poluente e de fonte renovável, ainda em fase experimental.

 Foi constatado que um trator pode rodar, NAS MESMAS CONDIÇÕES, mais tempo com um litro de óleo de girassol, que com um litro de óleo diesel.

Essa constatação significaria, portanto, que usando óleo de girassol,

a) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel.

b) as velocidades atingidas seriam maiores do que com óleo diesel.

c) o combustível do tanque acabaria em menos tempo do que com óleo diesel.

d) a potência desenvolvida, pelo motor, em uma hora, seria menor do que com óleo diesel.

e) a energia liberada por um litro desse combustível seria maior do que por um de óleo diesel.

05- (Uerj-RJ) Um veículo consumiu 63,0 L de gás natural para percorrer uma distância de 225 km. A queima de 28,0 L de gás natural libera 1,00 × 10⁶ J de energia. 

A energia consumida, em joules, por quilômetro, foi igual a:

a) 5,10 × 10⁶                 

b) 4,50 × 10⁵                   

c) 1,00 × 10⁴                 

d) 2,25 × 10³               

e) 2,25.10²

06-(ENEM) A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de  processos, fenômenos ou objetos em que ocorrem transformações de energia. Nessa tabela, aparecem as direções de transformações de energia. Por exemplo, o termopar é um dispositivo onde energia térmica se transforma em energia elétrica.

Dentre os processos indicados na tabela, ocorre conservação de energia:

a) em todos os processos          b) somente nos processos que envolvem transformações de energia sem dissipação de calor

c) somente nos processos que envolvem transformações de energia mecânica.

d) somente nos processos que não envolvem energia química.

e) somente nos processos que não envolvem nem energia química nem energia térmica.

07-(ENEM) O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pelo movimento do ar, e pelo ciclo de carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.

De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:

08-(ENEM) No diagrama do exercício anterior estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas:

I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.

II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.

III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.

Das três afirmações acima, somente:

a)  I está correta             

b)  II está correta             

c)  III está correta             

d) I e II estão corretas             

e) II e III estão corretas

09-(UEPB) O princípio da conservação da energia constitui uma das grandes generalizações científicas elaboradas no século XIX. A partir dele, todas as atividades humanas passaram a ter um “denominador comum” – a energia.

Com base na compreensão desse princípio, relacione os objetos ou fenômenos numerados de 1 a 5, com as transformações de energia correspondentes, abaixo deles.

(1) No movimento de uma pessoa que escorrega num tobogã.

(2) Um secador de cabelos possui um ventilador que gira e um resistor que se aquece quando o aparelho é ligado à rede elétrica.

(3) Um automóvel em que a bateria constitui a fonte de energia para ligar o motor de arranque, acender os faróis e tocar a buzina, etc.

(4) Na usina hidroelétrica, onde a queda-d’agua armazenada em uma represa passa pela tubulação fazendo girar uma turbina e seu movimento de rotação é transmitido a um gerador de eletricidade.

(5) Na usina térmica, onde a queima do carvão ou petróleo (óleo combustível) provoca a vaporização da água contida em uma caldeira. Esse vapor, em alta pressão, faz girar uma turbina e essa rotação é transmitida ao gerador de eletricidade.

(  ) A energia elétrica transforma-se em energia de movimento (cinética) e térmica.

(  ) A energia potencial transforma-se em energia cinética e térmica.

(  ) A energia potencial de interação gravitacional transforma-se em energia cinética, que se transforma em elétrica.

(  ) A energia potencial química transforma-se em energia de movimento (ou cinética)  em luminosa e em sonora.

(  ) A energia potencial química transforma-se em energia térmica, que se transforma em cinética e, por sua vez, transforma-se em elétrica.

10-(UFBA) Neste ano de 2005, comemora-se, por proposta da ONU, o Ano Mundial da Física. Essa comemoração representa o reconhecimento do papel pioneiro que a Física desempenhou na consolidação de um novo modo de olhar e de tentar compreender o mundo material. Os procedimentos introduzidos por Isaac Newton no século XVII produziram um grande desenvolvimento científico-tecnológico, que se estendeu a diversas áreas do conhecimento, contribuindo para o avanço de ciências, como a Química, a Biologia, a Medicina e as Ciências Sociais, entre outras.

No século XX, as conquistas da Ciência propiciaram grandes modificações da vida na Terra, principalmente para a humanidade. A melhoria das condições de saúde, de habitação e dos meios de transporte, a produção de energia e de alimentos, o aumento da expectativa de vida são resultados obtidos pela ciência moderna. Entretanto, o surgimento das novas tecnologias trouxe também preocupações com referência à degradação ambiental, entre outras. Novos conceitos, como o de desenvolvimento sustentável e o do princípio da precaução, foram incluídos na agenda mundial.

Considerando, em particular, a grandeza energia - que tem desempenhado, desde o final do século XIX, uma função unificadora na Física - explique o papel que a sociedade organizada deve exercer com respeito à produção/utilização/degradação dessa grandeza e comente a necessidade de se impor limites às aplicações tecnológicas.

11-(ENEM) Observe a situação descrita na tirinha a seguir.

Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia

a) potencial elástica em energia gravitacional.

b) gravitacional em energia potencial.

c) potencial elástica em energia cinética.

d) cinética em energia potencial elástica.

e) gravitacional em energia cinética.

12-(ENEM) A figura a seguir ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela. A vela é acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais baixa que a outra. A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a fusão. A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que na outra extremidade. O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da massa da vela na extremidade mais baixa, o que ocasiona a inversão das posições.

Assim, enquanto a vela queima, oscilam as duas extremidades.

Nesse brinquedo, observa-se a seguinte seqüência de transformações de energia:

a) energia resultante de processo químico e energia potencial gravitacional e energia cinética

b) energia potencial gravitacional e energia elástica e energia cinética

c) energia cinética e energia resultante de processo químico e energia potencial gravitacional

d) energia mecânica e energia luminosa e energia potencial gravitacional

e) energia resultante do processo químico e energia luminosa e energia cinética

13-(ENEM)

- A mochila tem uma estrutura rígida semelhante à usada por alpinistas.

- O compartimento de carga é suspenso por molas colocadas na vertical.

- Durante a caminhada, os quadris sobem e descem em média cinco centímetros. A energia produzida pelo vai-e-vem do compartimento de peso faz girar um motor conectado ao gerador de eletricidade.

Com o projeto de mochila ilustrado na figura 1, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser esquematizadas conforme ilustrado na figura 2.

As energias I e II, representadas no esquema anterior, podem ser identificadas, respectivamente, como

a) cinética e elétrica.         

b) térmica e cinética.         

c) térmica e elétrica.         

d) sonora e térmica.         

e) radiante e elétrica.

14-(ENEM-MEC) Não é nova a idéia de se extrair energia dos oceanos aproveitando-se a diferença das marés alta e baixa. Em 1967, os franceses instalaram a primeira usina “maré-motriz”, construindo uma barragem equipada de 24 turbinas, aproveitando-

se a potência máxima instalada de 240 MW, suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes. Aproximadamente 10% da potência total instalada são demandados pelo consumo residencial.
Nessa cidade francesa, aos domingos, quando parcela dos setores industrial e comercial pára, a demanda diminui 40%. Assim, a produção de energia correspondente à demanda aos domingos será atingida mantendo-se
I - todas as turbinas em funcionamento, com 60% da capacidade máxima de produção de cada uma delas.
II - a metade das turbinas funcionando em capacidade máxima e o restante, com 20% da capacidade máxima.
III - quatorze turbinas funcionando em capacidade máxima, uma com 40% da capacidade máxima e as demais  desligadas.
Está correta a situação descrita

a) apenas em I          b) apenas em II          c) apenas em I e em III          d) apenas em II e em III            e) em I, II e III

15-(UFRN-RN) A produção de energia proveniente de maré, sistema maré-motriz (no qual se utiliza o fluxo das marés para movimentar uma turbina reversível capaz de converter em energia elétrica a energia potencial gravitacional da água), constitui-se numa alternativa de produção de energia de baixo impacto ambiental. Um sistema desse tipo encontra-se em funcionamento na localidade de La Rance, França, desde 1966, com capacidade instalada de 240 megawatts. As figuras abaixo mostram, esquematicamente, um corte transversal da barragem de um sistema maré-motriz, em quatro situações distintas, evidenciando os níveis da água, nos dois lados da represa (oceano e rio), em função da maré. As duas situações que permitem a geração de energia elétrica são:

16-(FATEC-SP) Considere o texto a seguir:

PANORAMA ENERGÉTICO MUNDIAL

Em termos mundiais, a oferta de energia no ano 2000 foi cerca de 9.963 x 10⁶ toneladas equivalentes de petróleo (tEP) e, em 2003, foi cerca de 10.573 x 10⁶ tEP, considerando uma taxa de crescimento média anual de 2%.

A desagregação da oferta por fonte energética aponta para um cenário mundial no qual cerca de 87% de toda a energia provém de fontes não renováveis e somente 13% de fontes renováveis.

Portanto, o planeta é movido por fontes não renováveis de energia, e o fim desta era “não renovável” está próximo.

 A palavra de ordem, para o século XXI, é a busca em larga escala, de fontes de energias renováveis.

(Curso de Gestão Ambiental – Autores: Arlindo Philippi Jr., Marcelo A. Romero, Gilda C Bruna – p.925 e 926 - USP – 2006 - Adaptado)

De acordo com as informações do texto, a oferta de energia que provém de fontes renováveis, em 2001, foi,

em toneladas equivalentes de petróleo, cerca de

a) 1.300.10⁶.            

b) 1.320.10⁶.                

c) 1.340.10⁶.                     

d) 1.350.10⁶.                      

e) 1.370.10⁶.

17-(FATEC-SP) Leia o texto a seguir.

PEI XES ENSINAM COMO GERAR ELETRICIDADE EM ÁGUAS CALMAS

Vibrações induzidas por vórtices são ondulações que um objeto redondo ou cilíndrico induz no fluxo de um fluido, seja este a água ou o ar. A presença do objeto induz mudanças no fluxo do fluido, criando redemoinhos ou vórtices, que se formam em um padrão nos lados opostos do objeto.

Os vórtices empurram e puxam o objeto para a direita e para a esquerda, perpendicularmente à corrente. Atualmente, há um equipamento, batizado de Vivace, que é capaz de gerar eletricidade

utilizando cursos de água que se movimentam a pouco mais de 3 km/h. A simples presença do Vivace, na corrente de água, cria vórtices alternados acima e abaixo dele. Os vórtices empurram e puxam o cilindro para cima e para baixo ao longo de suas molas. Essa energia mecânica é utilizada para acionar um gerador que produz a eletricidade.

Os peixes fazem isso o tempo todo, usando as forças dos vórtices para se moverem de forma eficiente.

(http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=peixes-ensinam-como-gerar-eletricidade-em-aguascalmas&

id=010115081208 adaptado. Acesso em 14.03.2010)

De acordo com o texto são feitas as seguintes afirmações:

I. Os vórtices são ondulações que podem ser utilizadas em meios aquáticos como rios, marés e cachoeiras.

II. O processo de transformação de energia, que ocorre no gerador, é de energia cinética em energia elétrica.

III. Essa nova forma de exploração de energia depende apenas das vibrações induzidas pelos redemoinhos, não dependendo de ondas, marés ou quedas d´água.

É correto o que se afirma em

a) II, apenas.                

b) I e II, apenas.                  

c) I e III, apenas.                    

d) II e III, apenas.                         

e) I, II e III

18-(FATEC-SP) Nos últimos anos, a energia solar fotovoltaica tem provido energia elétrica para várias aplicações. Sua utilização vai desde satélites artificiais até residências e aldeias onde não há eletrificação.

Diferente dos sistemas solares para aquecimento de água, os sistemas fotovoltaicos (FV) não utilizam calor para produzir eletricidade. A tecnologia FV produz eletricidade diretamente dos elétrons liberados pela interação da luz do Sol com certos semicondutores, tal como o silício presente no painel fotovoltaico.

Essa energia é confiável e silenciosa, pois não existe movimento mecânico. O movimento dos elétrons forma eletricidade de corrente direta e o elemento principal é a célula solar. Várias células são conectadas para produzir um painel fotovoltaico e muitos painéis conectados formam um "array" ou módulo fotovoltaico.

(NOGUEIRA Jr., Milton P. - Energia Solar Fotovoltaica. Adaptado)

Um agrupamento de trinta painéis retangulares de dimensões 0,92 m por 2,0 m, cada um, forma um módulo fotovoltaico como descrito anteriormente. A potência elétrica gerada por esse módulo é, em watts,

19-(FATEC-SP) As fontes de energia que utilizamos são chamadas de renováveis e não renováveis. As renováveis são aquelas que podem ser obtidas por fontes naturais capazes de se recompor com facilidade em pouco tempo, dependendo do material do combustível.

As não renováveis são praticamente impossíveis de se regenerarem em relação à escala de tempo humana. Elas utilizam-se de recursos naturais existentes em quantidades fixas ou que são consumidos mais rapidamente do que a natureza pode produzi-los.

A seguir, temos algumas formas de energia e suas respectivas fontes.

Assinale a alternativa que apresenta somente as formas de energias renováveis.

a) solar, térmica e nuclear.  

b) maremotriz, solar e térmica.    

c) hidráulica, maremotriz e solar.  

d) eólica, nuclear e maremotriz.

e) hidráulica, térmica e nuclear.

20-(ETEC-SP)

A energia que cada alimento possui será gradativamente liberada é utilizada pelo corpo para a realização de várias funções, como digestão, respiração, prática de exercícios...

Imagine que um aluno de uma Etec consumiu em seu almoço 4 colheres de sopa de arroz com feijão; salada com 3 folhas de alface e meio tomate, temperada com meia colher de sopa de azeite, meia colher de sopa de vinagre e uma pitada de sal; 1 copo de suco natural de abacaxi; 1 coxa de frango e, quando saiu da mesa, não resistiu aos brigadeiros, que sua irmã trouxe da festa de uma amiguinha, comendo 2 de sobremesa

Tendo como base apenas as quilocalorias (kcal) ingeridas no almoço e considerando que todas as funções do corpo desse

aluno consumiram 500 kcal, a quantidade de energia de que ele ainda dispõe da que foi ingerida é, aproximadamente, em kcal,

21-(UEPA-PA)

Num parque de diversões há um escorregador infantil, conforme indica a figura abaixo.

Neste brinquedo, as crianças, inicialmente em repouso, partem do ponto A e atingem o ponto B. Suponha que o coeficiente de atrito entre as superfícies de contato seja igual a 0,5.

Considerando que, quando uma criança escorrega, a dissipação de energia ocorra apenas pela ação da força de atrito, e sabendo que  a  ingestão de um sorvete fornece 112.000 J, o número de vezes que uma criança de 20 kg deverá escorregar pelo brinquedo para perder a energia correspondente à ingestão de um sorvete é:

Dados: g = 10 m/s²; sen 45° = cos 45° = 0,7

22-(UFPA-PA)

Um  painel  de  energia  solar  de  área  igual a  1 m² produz cerca de 0,5 kW.h por dia.  Pensando nisso, um consumidor interessado nessa fonte de energia resolveu avaliar sua necessidade de consumo diário, que está listada na tabela abaixo.

A partir desses dados, o número mínimo de painéis solares que esse consumidor precisa adquirir para fazer frente às suas necessidades

de consumo diário de energia é

23-(ACAFE-SC)

Em um curso de segurança de trânsito, um deseja mostrar a relação entre o aumento de velocidade de um carro e a energia associada ao mesmo. Considere um carro acelerado do repouso até 72 km/h (20 m/s), gastando uma energia E₁, cedida pelo motor.

Após, o mesmo carro é acelerado de 72 km/h (20 m/s) até 144 km/h (40 m/s), portanto, com a mesma variação de velocidade, gastando uma energia E₂.

A alternativa  correta que mostra a relação entre as energias E₂ e E₁ é:

24-(ENEM-MEC)

Para evitar o desmatamento da Mata Atlântica nos arredores da cidade de Amargosa, no Recôncavo da Bahia, o Ibama

tem atuado, no sentido de fiscalizar, entre outras, as pequenas propriedades rurais que dependem da lenha proveniente das matas para a produção da farinha de mandioca, produto típico da região. Com isso, pequenos produtores procuram alternativas como o gás de cozinha, o que encarece a farinha.

Uma alternativa viável, em curto prazo, para os produtores de farinha em Amargosa, que não cause danos à Mata Atlântica nem encareça o produto é a

A. construção, nas pequenas propriedades, de grandes fornos elétricos para torrar a mandioca.

B. plantação, em suas propriedades, de arvores para serem utilizadas na produção de lenha.

C. permissão, por parte do Ibama, da exploração da Mata Atlântica apenas pelos pequenos produtores.

D. construção de biodigestores, para a produção de gás combustível a partir de resíduos orgânicos da região.

E. coleta de carvão de regiões mais distantes, onde existe menor intensidade de fiscalização do Ibama.

25-(ENEM-MEC)  

Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar  e sua produção ocorre através

da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração – coloquialmente chamados de “gasolina de capim” – são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.

DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Scientific American Brasil. Ago. 2009. n.° 87

(adaptado).

O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais:

a) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.

b) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.

c) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente ao fato de a matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.

d) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego.

e) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina.

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre energia

 01- Transforma a energia potencial gravitacional da água na superfície da barragem de altura h em energia cinética (do movimento) na turbina, que aciona o gerador  - R- B

02--  Transforma a energia potencial gravitacional da água na superfície da barragem de altura h em energia cinética (do movimento) na turbina. A turbina aciona o gerador que, por sua vez, transforma energia cinética em elétrica. R- D

03- I- correta – a função do vapor é girar a turbina.      II- correta – veja exercício anterior       III- falsa – o condensador resfria e não aquece  R-  D

04- R-  E

05-1L libera 1,00.10⁶/28=0,036.10⁶  ---  1L libera 3,6.10⁴J de energia  ---  Com 1L ele percorre 225/63=3,6km  ---   com 1L ele percorre 3,6km  ---  regra de três – 3,6km – 3,6.10⁴J  ---  1km – X  ---  X=3,6.10⁴/3,6  ---  X=10⁴J  R-  C

06- Não existem exceções, sempre haverá conservação de energia “princípio da conservação da energia”  R- A

07- fração=500.000 MW/200.000.000.000 MW=5.10⁵/2.10¹¹=2,5.10^-6  R. B

08- As usinas hidrelétricas utilizam fontes renováveis R- A

09-De cima para baixo - 2,1,4,3,5

10- O princípio da conservação da energia expressa formalmente a conservação de energia,ou seja, as diferentes formas de energia podem ser transformadas, mas que ela, a energia, não pode ser criada nem destruída.

Nos últimos 100 anos, pelo menos, o desenvolvimento científico-tecnológico trouxe enormes benefícios para aa humanidade: aumento da expectativa de vida, melhoria nas condições de habitação e transporte, produção de alimentos e muitos outros. Esse desenvolvimento trouxe, também, a disseminação de informações. Sabe-se atualmente que a produção e a utilização crescente de energia não foi conseguida sem danos à biosfera da Terra: aumento de percentagem de gás carbônico e CFC na atmosfera, chuvas ácidas, diminuição da camada de ozônio, aumento dos níveis de radiação eletromagnética pelo uso crescente de telefones móveis e outros meios de comunicação, subprodutos tóxicos de processos industriais e muitos outros efeitos indesejáveis. A produção e utilização de quantidades crescentes de energia tem custos. Cabe às sociedades organizadas decidirem sobre os riscos que querem correr. A quantidade de evidências já disponíveis criou novos conceitos como, por exemplo, princípio de precaução e o de desenvolvimento sustentável. Impõe-se que processos tecnológicos sob os quais existem evidências de danos irreversíveis à biosfera possam ser limitados ou mesmo proibidos até que se possa constatar se são efetivamente danosos. Obs: Outras formas de solução poderão ser consideradas desde que sejam pertinentes.

11- R- C

12- 1^o- combustão (energia resultante do processo químico)  ---  2^o – queda da parafina (energia potencial gravitacional)  --- 

3^o – movimento de oscilação da vela (energia cinética)  R-  A

13- O movimento dos quadris (energia cinética) gira o motor que por sua vez gira o gerador que a transforma em energia elétrica   R-  A

14- I- Correta  ---  a demanda aos domingos é 60% da capacidade total  ---  60% de 240MW=0,6.240  ---  demanda aos domingos=144MW

II- Cada turbina tem capacidade máxima  ---  240/24=10MW  ---  metade delas funcionando teria 120MW  ---  faltam 24MH para completar 144MW  ---   faltam 12 turbinas e a capacidade de4 cada uma é 2MW (20 % da capacidade de uma turbina)  ---  logo, 2 x 12 = 24MW, o que precisava para completar 144  ---  CORRETA
III- Quatorze com a capacidade máxima é 140MW, e 40 por cento de uma turbina é 4MW, logo vai atingir os 144MW que precisamos.. CORRETA

R- E

Observação  ---  Princípio de funcionamento de um dos tipos de maré motriz (figuras abaixo:

15- Para que haja energia potencial gravitacional deve existir diferença de alturas para que a água, na tendência de nivelar as alturas, passe através da turbina, gerando energia elétrica  ---  R- E

16- Como o aumento total é de 2% ao ano, em 2.001, um ano depois será de 1,02x9.963.10⁶=10.162,26 tEP  ---  a quantidade não renovável é 13% dessa quantia  ---  0,13x10.162,26=1.321,26  ---  R- B

17- Observe atentamente o texto  ---  R- D

Observação  ---  observe nas figuras abaixo o princípio de funcionamento do Vivace:

18- Cada painel tem área S=0,92.2  ---  S=1,84m²  ---  30 painéis tem área S’=30x1,84  ---  S’=55,2m²  ---  regra de três  --- 

1m² – 100W  ---  55,2m² – P  ---  P=(55,2x100)/1  ---  P=5 520W  ---  R- D

19- Veja figuras abaixo:

R- C

20-Calculando a quantidade total de kcal ingeridas com a refeição completa  ---  4 colheres de sopa – 150kcal  ---  3 folhas de alface – 6kcal  ---  meio tomate – 10kcal  ---  meia colher de azeite – 45kcal  ---  meia colher de vinagre – 1,5kcal  ---  1 copo de suco de abacaxi - 100kcal  ---  1 coxa de frango – 144kcal  ---  2 brigadeiros – 192kcal  ---  Qtotal=648,5kcal  ---  sobraram  ---  Q=648,5 – 500=148,5kcal  ---  R- A

21-Trata-se de um plano inclinado onde o peso do corpo, vertical e para baixo, é decomposto em duas parcelas  ---   - parcela do peso, no plano inclinado, paralela ao plano e para baixo, responsável pela descida ou tentativa de descida do bloco, de intensidade  ---

de intensidade  ---  P_P=P.senα ou P_P=mgsen α---   a energia é dissipada pela força de atrito   que é sempre contrária ao movimento ou à sua tendência, de intensidade  ---  F_at=μPcos45^o ou  F_at=μmgcos45^o=0,5.20.10.√2/2  ---  F_at=50√2N  ---  a força resultante, responsável pela descida do menino tem intensidade  ---  F_R=P_p – F_at=100√2 - 50√2=50√2N  ---  distância d percorrida pelo menino ao se deslocar de A para B  ---  sen45^o=2,8/d  ---  √2/2=2,8/d  ---  d=2,8√2m  ---  a energia dissipada na descida de A para B corresponde ao trabalho da força de atrito nesse trecho  ---  W_Fat=F_at.d.cos180^o (180^o é o ângulo entre o F_at e o deslocamento)  ---  W_Fat=50.√2.2.8.√2.(-1)  ---  W_Fat= - 280J (o sinal negativo significa que essa energia foi dissipada)  ---  ingestão de um sorvete  ---  W_sorvete=112.00J   ---  número de vezes que a criança deverá escorregar  ---  n=112.000/280=400 vezes  ---  R- D  

22- Po=W/∆t  ---  W=Po.∆t  ---  lâmpadas  ---  W1=0,1.10=1kWh  ---  televisão  ---  W2=0,1.8=0,8kWh  ---  geladeira  ---  W3=0,3.24=7,2kWh  ---  ventilador  ---  W4=0,125.8=1,0kWh  ---  Wtotal=1,0 + 0,8 + 7,2 + 1,0=10,0kWh  ---  1 painel – 0,5kWh  ---  n painéis – 10,0kWh  ---  N=20 painéis  ---  R- D

23-Quem está variando é a energia cinética  ---  ∆Ec1=mV2/2 mVo2/2=m.(20)2/2 – m.02/2  ---  ∆Ec1=200m  ---  ∆Ec2=mV2/2 mVo2/2=m.(40)2/2 – m.(20)2/2  ---  ∆Ec2=600m  ---   ∆Ec2/ ∆Ec1=600m/200m  ---   ∆Ec2=3 ∆Ec1  ---  R- D

24- Um biodigestor é uma câmara hermeticamente fechada onde matéria orgânica (biocombustível) diluída em água

sofre um um processo de fermentação onde a ação das bactérias decompõe a matéria orgânica.  o que resulta na produção de um efluente líquido de grande poder fertilizador (biofertilizante, adubo), utilizado em hortas, na lavoura,etc e gás metano CH4 (biogás), utilizado para cozinhar (no exercício, principalmente a farinha), iluminar, etc. Esse gás, substitui o gás liquefeito do petróleo, a queima de madeira para transforma-la em carvão, etc.

R-D.

25- Os biocombustiveis de primeira geração são produzidos a partir da fermentação alcoólica dos açúcares vegetais da biomassa que contenha amido ou sacarose, como por exemplo o milho, o trigo, o sorgo, o amendoim, a soja, a beterraba, a batata doce, o girassol e a cana-de-açúcar, não utilizando a celulose ---   porém, para evitar que se atinja o limite da oferta ou venha a ocorrer a competição pelo uso da terra para a produção de biocombustíveis e de alimentos, é necessário investir no desenvolvimento de tecnologias de segunda geração para produção de etanol com o aproveitamento eficiente da celulose  ---   estimativa é de que o aproveitamento do bagaço e parte das palhas e pontas da cana-de-açúcar eleve a produção de álcool em 30% a 40%, para uma mesma área plantada  ---  demais matérias-primas para as quais se buscam tecnologias de processamento da celulose, tais como capim-elefante, braquiárias, panicuns e árvores de crescimento rápido podem representar alternativas competitivas e eficientes para locais onde não se cultiva ou cultivará cana-de-açúcar, podendo gerar novos empregos  ---  R- A.