Questão 76 do ENEM PPL 2013

Uma pilha de combustível é uma célula eletroquímica: em vez de queimar o hidrogênio e usar o calor, ela separa a reação em duas semirreações, que acontecem em eletrodos diferentes.

1. No ânodo, o hidrogênio é oxidado (perde elétrons): \ce{H2 -> 2H+ + 2e-}.
2. No cátodo, o oxigênio é reduzido (ganha elétrons): \ce{1/2 O2 + 2H+ + 2e- -> H2O}.
3. Os elétrons liberados no ânodo não passam direto pela solução: seguem por um fio externo até o cátodo. Esse fluxo ordenado de elétrons é a corrente elétrica.
4. A corrente alimenta o motor elétrico do ônibus, que converte energia elétrica em energia cinética (movimento).

A cadeia é: energia química \to energia elétrica (pela reação de oxirredução) \to energia cinética. Portanto, o movimento vem da eletricidade gerada pela oxirredução entre \ce{H2} e \ce{O2}.

Calor e variação de volume dos gases seriam relevantes numa máquina térmica (motor de combustão), não numa pilha. Além disso, a formação de água é liberação de energia, e não absorção.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

• Aa formação de água é exotérmica, não absorve calor, e a pilha não funciona por calor.
• Ba expansão gasosa move pistões de motores térmicos; a pilha não depende disso, e o processo consome gases.
• Co calor liberado seria aproveitado numa combustão; na pilha a energia é extraída como corrente elétrica.
• Dcontração gasosa não move o ônibus; não é o mecanismo de conversão da pilha.

Assuntos: pilha de combustível, oxirredução, transformações de energia.

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