Questão 14 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2026

Question

O mundo está explosivo. Quando uma reação química ocorre, geralmente vem acompanhada de evidências macroscópicas perceptíveis, algumas dessas somente para quem está muito próximo da reação. No entanto, se o calor liberado (Q) for muito grande, assim como o volume de gases (V), como acontece numa explosão em uma guerra convencional, o poder de detonação (\text{Q}\times\text{V}) pode “ser sentido” à longa distância e por muito tempo. Em uma eventual guerra nuclear, as consequências podem ser muito mais devastadoras, ocorrendo antes mesmo da detonação das ogivas. Adicionalmente, as consequências próximas do local da detonação são a contaminação primária do solo e água e o extermínio da vida, mas há os efeitos de longa distância e tempo, geralmente não levados em conta.

A partir dessas informações, responda aos itens (a) e (b).

a) Calcule o volume (V) de gases liberados na explosão de uma ogiva de 1200\text{ kg} do explosivo RDX (\ce{C3H6N6O6}), em uma guerra convencional. Considere que todos os produtos são gasosos e estão nas CNTP. A explosão do RDX, único reagente, produz água, monóxido de carbono e nitrogênio molecular.

Dados: \text{Mol RDX} = 222\text{ g mol}^{-1}; \text{P} = 100\text{ kPa}; \text{T} = 273\text{ K}; \text{R} = 8{,}3\text{ Pa}\cdot\text{m}^3\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}.

b) Uma guerra nuclear pode levar a consequências muito graves em médio e longo prazo. Em uma situação extrema, pode gerar até 150\cdot 10^9\text{ kg} de fuligem. Há muitas verdades tristes sobre uma guerra nuclear, elencamos apenas duas delas:
(i) as armas nucleares prejudicam o meio ambiente, muito antes de serem utilizadas numa guerra;
(ii) após uma guerra nuclear, podemos esperar uma insegurança alimentar mundial gigantesca.

Aponte duas justificativas para cada afirmação, no quadro no campo de resposta.

Answer 1

Questão 14 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2026

2º dia · Química

O mundo está explosivo. Quando uma reação química ocorre, geralmente vem acompanhada de evidências macroscópicas perceptíveis, algumas dessas somente para quem está muito próximo da reação. No entanto, se o calor liberado (Q) for muito grande, assim como o volume de gases (V), como acontece numa explosão em uma guerra convencional, o poder de detonação (\text{Q}\times\text{V}) pode “ser sentido” à longa distância e por muito tempo. Em uma eventual guerra nuclear, as consequências podem ser muito mais devastadoras, ocorrendo antes mesmo da detonação das ogivas. Adicionalmente, as consequências próximas do local da detonação são a contaminação primária do solo e água e o extermínio da vida, mas há os efeitos de longa distância e tempo, geralmente não levados em conta.

A partir dessas informações, responda aos itens (a) e (b).

a) Calcule o volume (V) de gases liberados na explosão de uma ogiva de 1200\text{ kg} do explosivo RDX (\ce{C3H6N6O6}), em uma guerra convencional. Considere que todos os produtos são gasosos e estão nas CNTP. A explosão do RDX, único reagente, produz água, monóxido de carbono e nitrogênio molecular.

Dados: \text{Mol RDX} = 222\text{ g mol}^{-1}; \text{P} = 100\text{ kPa}; \text{T} = 273\text{ K}; \text{R} = 8{,}3\text{ Pa}\cdot\text{m}^3\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}.

b) Uma guerra nuclear pode levar a consequências muito graves em médio e longo prazo. Em uma situação extrema, pode gerar até 150\cdot 10^9\text{ kg} de fuligem. Há muitas verdades tristes sobre uma guerra nuclear, elencamos apenas duas delas:
(i) as armas nucleares prejudicam o meio ambiente, muito antes de serem utilizadas numa guerra;
(ii) após uma guerra nuclear, podemos esperar uma insegurança alimentar mundial gigantesca.

Aponte duas justificativas para cada afirmação, no quadro no campo de resposta.

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Resolução comentada

Resposta esperada pela FUVEST

a)
\ce{C3H6N6O6 -> 3H2O + 3CO + 3N2}

Portanto, são formados 9 mols de gases para cada mol de RDX.

Então: 222\text{ g} \rightarrow 9\text{ mols}
1200000\text{ g} \rightarrow \text{n mols} \rightarrow \text{n} = 48.649\text{ mols de g\'{a}s}

\text{PV} = \text{nRT} \rightarrow \text{V} = (48.649 \times 8{,}3 \times 273) / 1

b)

Item i	Item ii
Razão 1 – Problemas ambientais devido a extração e purificação das matérias-primas para fabricação da bomba, tais como: mineração, desmatamento.	Razão 1 – O excesso de fuligem na atmosfera pode causar o chamado inverno nuclear, bloqueando a entrada de radiação solar. Sem luz suficiente, a fotossíntese é seriamente prejudicada, comprometendo a produção de alimento e afetando toda a cadeia de vida dependente desse processo.
Razão 2 – Testes nucleares que contaminam o meio ambiente, produção de lixo radioativo, produção de rejeitos que podem provocar contaminação dos recursos naturais.	Razão 2 – Contaminação pela radiação nuclear proveniente da explosão da bomba.

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Publicada pela banca.

Resolução comentada

a) Primeiro escreva a reação de explosão e balanceie. Os produtos são \ce{H2O}, \ce{CO} e \ce{N2}:

\ce{C3H6N6O6 -> 3 CO + 3 H2O + 3 N2}

Conferindo: C (3), H (6), N (6) e O (3+3=6). A reação está balanceada. Cada mol de RDX forma 3+3+3=9 mol de gases.

Quantidade de RDX: n = \dfrac{1200\ 000\ \text{g}}{222\ \text{g/mol}} \approx 5{,}41\cdot10^{3}\ \text{mol}
Quantidade de gases: n_{gases} = 9 \times 5{,}41\cdot10^{3} \approx 4{,}86\cdot10^{4}\ \text{mol}
Volume pela equação dos gases ideais, com P = 1{,}00\cdot10^{5}\ \text{Pa}:

V = \frac{nRT}{P} = \frac{4{,}86\cdot10^{4}\times 8{,}3\times 273}{1{,}00\cdot10^{5}} \approx 1{,}1\cdot10^{3}\ \text{m}^3

V ≈ 1,1 × 10³ m³ (cerca de 1100 m³ de gases).

b) Aqui a resposta é argumentativa. Duas justificativas para cada afirmação:

Afirmação

Justificativas

(i) As armas nucleares prejudicam o meio ambiente muito antes de serem usadas

1. A mineração e o enriquecimento do urânio, a fabricação e a manutenção dos arsenais geram rejeitos radioativos e químicos que contaminam solo, água e ar, além de consumirem muita energia e recursos. 2. Os testes nucleares (atmosféricos, subterrâneos e submarinos) espalham radioisótopos de vida longa, que se acumulam nos ecossistemas e na cadeia alimentar, e os acidentes ou vazamentos no armazenamento têm efeito semelhante.

(ii) Após uma guerra nuclear haverá insegurança alimentar mundial

1. A fuligem (150\cdot10^{9}\ \text{kg}) lançada na estratosfera bloqueia a luz solar, o que reduz a temperatura global e a fotossíntese. Isso causa queda das safras agrícolas e da pesca, pois o fitoplâncton também é afetado. 2. A contaminação radioativa de solos e águas, o aumento da radiação UV por destruição da camada de ozônio e o colapso do transporte, do comércio e da produção de insumos agrícolas reduzem a oferta e a distribuição de alimentos.

Assuntos: estequiometria, equação dos gases ideais, impactos ambientais de armas nucleares.

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Questão 14 no caderno CB da 2ª fase da UNICAMP 2026

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