PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 42 do ENEM 2003

Prova · Física: Densidade e pressão

Nos últimos anos, o gás natural (GNV: gás natural veicular) vem sendo utilizado pela frota de veículos nacional, por ser viável economicamente e menos agressivo do ponto de vista ambiental.

O quadro compara algumas características do gás natural e da gasolina em condições ambiente.

Densidade (kg /m^3) Poder Calorífico (kJ /kg)
GNV 0,8 50.200
Gasolina 738 46.900

Apesar das vantagens no uso de GNV, sua utilização implica algumas adaptações técnicas, pois, em condições ambiente, o volume de combustível necessário, em relação ao de gasolina, para produzir a mesma energia, seria

  1. A
    muito maior, o que requer um motor muito mais potente.
  2. B
    muito maior, o que requer que ele seja armazenado a alta pressão.
  3. C
    igual, mas sua potência será muito menor.
  4. D
    muito menor, o que o torna o veículo menos eficiente.
  5. E
    muito menor, o que facilita sua dispersão para a atmosfera.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A pergunta compara o volume de cada combustível necessário para liberar a mesma energia. Para isso, calculamos quanta energia cada um libera por metro cúbico: energia por volume = densidade × poder calorífico.

  1. GNV: 0{,}8\ \text{kg/m}^3 \times 50.200\ \text{kJ/kg} = 40.160\ \text{kJ/m}^3.
  2. Gasolina: 738\ \text{kg/m}^3 \times 46.900\ \text{kJ/kg} \approx 34.612.200\ \text{kJ/m}^3.

Agora, o volume necessário para uma mesma energia E é V = E/(\text{energia por m}^3). Logo, a razão entre os volumes é:

\frac{V_{GNV}}{V_{gasolina}} = \frac{34.612.200}{40.160} \approx 862

Ou seja, o GNV ocupa cerca de 860 vezes mais volume que a gasolina nas condições ambiente. O volume é, portanto, muito maior.

Isso exige adaptação técnica: para caber no veículo, o gás precisa ser armazenado comprimido, em cilindros de alta pressão. É essa a consequência correta do volume muito maior. Não há relação direta com a potência do motor, e o GNV tem poder calorífico por massa até maior que o da gasolina.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO volume é muito maior, mas isso não exige motor mais potente; a solução é armazenar o gás comprimido.
  • COs volumes não são iguais (diferem cerca de 860 vezes) e nada indica potência muito menor.
  • DO volume de GNV é muito maior, não menor, e o enunciado não fala em menor eficiência.
  • EInverte a relação de volumes: o GNV ocupa muito mais volume, não muito menos.

Assuntos: Densidade e pressão, Fontes de energia e transformações energéticas.

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