Questão 36 da FUVEST 2027

Question

Do ponto de vista da Física e da conservação ambiental, a afirmação de que um carro elétrico produz “poluição zero” deve ser analisada com cautela. Considerando os princípios de conservação de energia e os impactos ambientais associados, é correto afirmar:

A
O carro elétrico elimina a pegada de carbono de um indivíduo, pois, como o circuito é fechado e opera por indução eletromagnética, não há troca de matéria ou energia com o meio ambiente externo.
B
A eficiência ambiental de um veículo elétrico está diretamente ligada à matriz energética do país; se a corrente elétrica que carrega a bateria for obtida de termelétricas a carvão, o veículo funciona apenas como um “deslocador” de emissões de gases poluentes da cidade para a região da usina termelétrica.
C
O calor dissipado pelo motor elétrico (Efeito Joule) é a principal causa do aquecimento global nas cidades, sendo mais prejudicial ao meio ambiente do que a queima de combustíveis fósseis em motores a combustão interna.
D
Por ser um sistema elétrico resistivo, a bateria de um carro elétrico pode ser descartada em lixo comum ao final de sua vida útil, uma vez que os seus componentes químicos são convertidos integralmente em energia mecânica durante o uso.
E
Aumentar a voltagem do sistema de 400\ \text{V} para 800\ \text{V} serve principalmente para aumentar a velocidade final do carro, não possuindo qualquer relação com a preservação de recursos naturais ou redução de perdas energéticas no circuito.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 36 da FUVEST 2027

1ª fase · Física: Fontes de energia e transformações energéticas

Texto para as questões 36 e 37 · V1

No contexto de 2026, a substituição de frotas a combustão por frotas elétricas é uma estratégia central de descarbonização para alguns países. O Uruguai, por exemplo, lidera a expansão de veículos elétricos na América Latina. Desde 2010, converteu 99% de sua matriz elétrica para fontes renováveis e locais. Essa transição estratégica permitiu ao país reduzir a dependência de combustíveis fósseis importados e foi impulsionada por incentivos fiscais agressivos.

Em termos físicos, um carro elétrico pode ser modelado como um sistema simples de corrente contínua, no qual a bateria fornece a tensão, o “acelerador” atua como um resistor variável que controla a corrente, e o motor converte essa energia em movimento.

A eficiência desse sistema depende da conversão da energia da bateria em movimento pelo motor, com a menor perda possível por calor (Efeito Joule).

Do ponto de vista da Física e da conservação ambiental, a afirmação de que um carro elétrico produz “poluição zero” deve ser analisada com cautela. Considerando os princípios de conservação de energia e os impactos ambientais associados, é correto afirmar:

A
O carro elétrico elimina a pegada de carbono de um indivíduo, pois, como o circuito é fechado e opera por indução eletromagnética, não há troca de matéria ou energia com o meio ambiente externo.
B
A eficiência ambiental de um veículo elétrico está diretamente ligada à matriz energética do país; se a corrente elétrica que carrega a bateria for obtida de termelétricas a carvão, o veículo funciona apenas como um “deslocador” de emissões de gases poluentes da cidade para a região da usina termelétrica.
C
O calor dissipado pelo motor elétrico (Efeito Joule) é a principal causa do aquecimento global nas cidades, sendo mais prejudicial ao meio ambiente do que a queima de combustíveis fósseis em motores a combustão interna.
D
Por ser um sistema elétrico resistivo, a bateria de um carro elétrico pode ser descartada em lixo comum ao final de sua vida útil, uma vez que os seus componentes químicos são convertidos integralmente em energia mecânica durante o uso.
E
Aumentar a voltagem do sistema de 400\ \text{V} para 800\ \text{V} serve principalmente para aumentar a velocidade final do carro, não possuindo qualquer relação com a preservação de recursos naturais ou redução de perdas energéticas no circuito.

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Resolução comentada

A questão pede para analisar a ideia de "poluição zero" a partir da conservação de energia: a energia não é criada, só transformada. Se o carro elétrico não queima combustível, a energia que move o carro precisa vir de algum lugar, e é a rede elétrica que a fornece.

Se essa eletricidade vem de termelétrica a carvão, o carro não emite gases no escapamento, mas a usina emite \ce{CO2} e outros poluentes ao gerar a energia que carrega a bateria. A emissão apenas muda de lugar, da cidade para a usina. Por isso a eficiência ambiental depende da matriz energética, como no Uruguai, com 99% de fontes renováveis.

As demais afirmações têm erros de Física ou de Química:

O carro troca energia com o meio: a energia vem da rede e parte se dissipa como calor.
O calor do efeito Joule é uma perda pequena perto do impacto das emissões de gases-estufa dos combustíveis fósseis.
Baterias contêm metais pesados e compostos tóxicos, e não são convertidas integralmente em energia mecânica; precisam de descarte e reciclagem adequados.
Com potência P = U\cdot i constante, dobrar a tensão reduz a corrente à metade. Como a perda é P_{\text{dis}} = R\,i^2, ela cai a \frac{1}{4}, o que reduz perdas energéticas.

Portanto, só a afirmação sobre a matriz energética e o "deslocamento" de emissões está correta.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

AUm circuito elétrico não é isolado: recebe energia da rede e dissipa calor, e a pegada de carbono depende de como a eletricidade é gerada.
CO calor do efeito Joule é perda pequena e não é a principal causa do aquecimento global, que está ligado às emissões de gases-estufa dos fósseis.
DBaterias têm metais e compostos tóxicos e exigem descarte apropriado; não são convertidas integralmente em energia mecânica.
EMaior tensão reduz a corrente para a mesma potência e, como P=Ri^2, diminui as perdas por efeito Joule.

Assunto: Fontes de energia e transformações energéticas.

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