Questão 1 · ONC 2024 · 8º e 9º anos · Questão 4média
É fácil encontrar na internet matérias tratando do desenvolvimento de carros “movidos à água”. O combustível H2 pode ser formado a partir de uma solução aquosa por meio do uso de energia elétrica. Isso é uma realidade. Com base nessa ideia, há alguns relatos que afirmam que após a combustão do H2 gerado por meio de eletricidade o veículo seria capaz não só de se movimentar, mas também de recarregar a bateria que é utilizada para geração de H2. Ao final da combustão do H2, a água seria novamente formada. Trataria-se, então, de um sistema que não necessitaria de recarga de baterias e nem de combustível. E melhor, funcionaria indefinidamente.
Equações químicas das reações descritas no texto:
H2O → H2 + ½ O2 (geração eletroquímica de H2)
H2 + ½ O2 → H2O (combustão do H2)
Sobre esse sistema, assinale a alternativa correta
- A
o sistema proposto não pode funcionar. Parte da energia gerada na combustão deve ser usada para movimentar o veículo. Adicionalmente, há perdas no processo. O restante da energia proveniente da combustão do H2, portanto, não seria suficiente para a regeneração completa deste gás.
- B
trata-se de uma condição possível. É importante, no entanto, que haja maior investimento por parte do poder público para que uma ideia como essa seja comercializada em veículos.
- C
trata-se de uma condição possível. De início, no entanto, há necessidade de carregamento da bateria para que o sistema possa funcionar indefinidamente. Diferentemente da gasolina e álcool, o hidrogênio é capaz de gerar maior quantidade de energia quando entra em combustão.
- D
trata-se de uma condição possível. No entanto, há necessidade de abastecimento constante de combustível (água) para que o sistema possa funcionar. Já a recarga da bateria não é necessária a cada ciclo.
- E
o sistema proposto não pode funcionar. A reação de formação de água a partir de H2 absorve energia ao invés de liberar. Desta forma, não há como o veículo se movimentar.
Ver gabarito e resolução
As duas reações são exatamente inversas:
- eletrólise: H2O → H2 + ½ O2, que consome energia elétrica;
- combustão: H2 + ½ O2 → H2O, que libera energia.
Pela conservação da energia, a combustão de uma certa quantidade de H2 libera, no máximo, a mesma energia que foi gasta para produzi-la. Mesmo num sistema perfeito, a combustão só "pagaria" a eletrólise, e não sobraria nada para mover o carro. Na prática ainda há perdas (calor, atrito, rendimento da bateria e do motor). O ciclo fechado não se sustenta: seria um moto-perpétuo. Essa é a alternativa A.
As outras erram:
- investimento público não muda a conservação da energia;
- carregar a bateria só no início não basta, porque a energia se perde a cada ciclo;
- a água não é combustível: ela é o produto da queima, já "queimada";
- a combustão do H2 libera energia, em vez de absorver.
Resposta: A
Dica: se alguém promete um sistema que funciona para sempre sem energia de fora, a conservação da energia já responde: não funciona.
