Questão 57 do Enem 2015: como a energia fica guardada no nitrogênio líquido

Enem 2015 · 1º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 71 · branco 80 · rosa 64

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C realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até −198 °C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela

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Resolução comentada

O que a questão pede

Em que etapa a energia elétrica excedente fica guardada.

As duas fases

Armazenamento: a energia elétrica que sobra aciona compressores e refrigeradores, que comprimem e resfriam o ar até o nitrogênio virar líquido. Para isso, as máquinas realizam trabalho sobre o nitrogênio.
Recuperação: depois, o nitrogênio líquido ferve, se expande 700 vezes e gira turbinas, devolvendo parte da energia.

A energia gasta no trabalho de liquefação é a que fica disponível para ser recuperada depois, como numa mola comprimida.

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Foi a mais marcada. A expansão na ebulição é a etapa de recuperação da energia, não de armazenamento. (23,8% marcaram)
B
A absorção de calor na ebulição também faz parte da recuperação. (22,4% marcaram)
D
Retirar água e CO₂ é só preparação do ar; não guarda energia. (22,2% marcaram)
E
O calor liberado na liquefação vai embora para a vizinhança: não fica armazenado. (10,8% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.751.609 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 658 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram20,5%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 8 · Competência 3Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

Como os candidatos responderam

A23,8% mais marcada
B22,4%
C20,5% ✓ gabarito
D22,2%
E10,8%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50016,8%
500 a 60023%
600 a 70044,6%
700 ou mais77,2%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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