Questão 16 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2024

2º dia · Química

De acordo com a Organização Meteorológica Mundial, a temperatura média global para julho de 2023 foi a mais alta já registrada, e este ano poderá ser o mais quente da história. Alguns cientistas afirmam que o sistema climático da Terra está fora do seu balanço energético, com um contínuo acúmulo de calor observado nas últimas décadas. Com base no texto e nas informações apresentadas na figura, responda às questões a seguir:

a) Para o período de 2006-2020, calcule quantas toneladas de água foram acrescidas aos oceanos por conta do derretimento do gelo, considerando que este tenha sido o único evento térmico ocorrido na criosfera. Calcule o aumento da temperatura média dos oceanos, desconsiderando a água proveniente do derretimento do gelo e considerando a água do mar como sendo água pura.

b) Observando a figura, explique o mecanismo e as causas que levaram ao ganho total extra de energia (381 ZJ) da Terra no período considerado.

Dados: Massa de água dos oceanos: 1{,}4 \times 10^{21}\,\text{kg}; calor específico da água: 4180\,\text{J/kg}\cdot\text{K}; entalpia de fusão da água: 3{,}3 \times 10^5\,\text{J/kg}; \text{ZJ} = 1\times 10^{21}\,\text{J}.

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Resposta esperada

Resposta esperada pela FUVEST

381\text{ ZJ} = 381 \times 10^{21}\text{ J}. A criosfera absorve 4% do calor ganho, portanto: 381 \times 10^{21}\text{ J} \times 0{,}04 = \mathbf{1{,}52 \times 10^{22}\text{ J}} absorvidos (ou ganhos) pela criosfera.

\Delta\text{H}_{\text{fusão}} = 3{,}3\text{x}10^5\text{ J/kg}

3{,}3 \times 10^5\text{ J} \quad \text{—} \quad 1{,}0\text{ kg }\ce{H2O}

1{,}52\text{ x }10^{22}\text{ J} \quad \text{—} \quad \text{Y}

Foram acrescidas 4{,}62 \times 10^{16}\text{ Kg} ou 4{,}62 \times 10^{13} toneladas de \ce{H2O} aos oceanos.

Quanto ao cálculo do aumento de temperatura média dos oceanos, o oceano absorve 89% do total do calor ganho, portanto: 381 \times 10^{21}\text{ J} \times 0{,}89 = 3{,}39 \times 10^{23}\text{J}

\text{Q} = \text{m} \cdot \text{c} \cdot \Delta\text{T}

3{,}39 \times 10^{23}\text{J} = (1{,}4 \times 10^{21}\text{ kg}) \times (4180\text{ J/kg} \cdot \text{K}) \times \cdot \Delta\text{T}

Isso significa que o aumento da temperatura média dos oceanos seria de \Delta\text{T} = 0{,}06\text{ K} (0{,}06\ ^\circ\text{C}).

b) Causas principais: urbanização, atividade agroindustrial, industrialização, uso de combustíveis fósseis.
Mecanismo: aumento dos gases do efeito estufa provocando aumento do calor retido na atmosfera e o desbalanço energético.

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Questão 16 no caderno CB da 2ª fase da UNICAMP 2024

Nos cadernos: CB 16CE 16