Questão 2 - UFPel PAVE - Etapa 2 2021

Leia o texto a seguir para a resolução da questão.

 

Fonte: https://g1.globo.com/economia/noticia/2021/06/07/crise-hidrica-governo-liberaacionar-mais-usinas-termeletricas-sem-contrato.ghtml. Acesso em: 21/02/2022.

 

    As organizações ambientais têm alertado para questões do desmatamento, da queima de combustíveis fósseis, do consumo consciente da água e da energia elétrica entre outros. Tais fatores são diretamente associados às mudanças climáticas que estamos vivenciando nos dias de hoje, como as fortes secas que assolam as plantações e inviabilizam a criação de animais e, até mesmo, dificultam o consumo de água potável.

    A crise hídrica levou o governo a adotar desde 2015 o Sistema de Bandeiras Tarifárias, para determinar o acréscimo no valor da energia elétrica ao consumidor final, dependendo das condições de geração de eletricidade.

    A estrutura de uma termelétrica é composta basicamente por uma fonte de calor, gerado pela combustão de gás natural, carvão, diesel ou biomassa, que aquece uma caldeira produzindo vapor de água, que, submetido a altas pressões, faz girar uma turbina que gera a eletricidade.

    A água é empregada neste tipo de usina, pois é uma substância barata e ainda abundante, apesar de apresentar uma elevada capacidade calorífica de aproximadamente 4,0 J.°C^-­1 .g^-1 . Sendo assim, é necessário mais calor para elevar a temperatura da água quando comparada a uma substância com baixa capacidade calorífica, como, por exemplo, o ar (capacidade calorífica de aproximadamente 1,0 J.°C­^-1 .g^-1).

    A combustão é uma reação exotérmica, portanto, o calor é liberado no sentido direto da reação. Tomemos como exemplo a equação termoquímica para a combustão do metano (CH₄), uma das substâncias que compõem o gás natural, na presença de gás oxigênio (O₂) gerando água (H₂O), dióxido de carbono (CO₂) e calor.

    CH_4(g) + 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(l) ∆H = ­ 890 kJ (processo exotérmico)

 

    A cada 1 mol de gás metano que é queimado, são liberados 890 kJ de calor com a capacidade de elevar a temperatura de 10 Kg de água (H₂O) em aproximadamente 21,3 °C, se nada de calor for perdido.

 

    Considere os seguintes dados aproximados:

(ADAPTADA)    Levando em consideração as informações apresentadas no texto e admitindo que toda a energia liberada na combustão seja transferida para a água sem perdas térmicas, assinale a alternativa correta.