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Combustão de combustíveis alternativos

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

Exercitar conhecimentos em termoquímica e discutir sobre o poder de combustão de combustíveis alternativos

Conteúdo(s) 

 

 

Ano(s) 
Tempo estimado 
2 Aulas
Material necessário 

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Reportagem de Veja

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução

Questões energéticas são muitas vezes mais complicadas do que parecem. Às voltas com a escassez da sua principal fonte de combustível - o petróleo - e os problemas ambientais que ele gera, a sociedade tecnológica busca caminhos alternativos. Alguns, num primeiro momento, ganham ares de solução salvadora. Depois, revelam-se pouco compensadores. É o caso da utilização do hidrogênio para fins automotivos. VEJA assinala as vantagens e desvantagens que vêm no bojo dessa tendência, o que dá ensejo à análise termoquímica dos diversos processos de conversão de energia hoje disponíveis.

Após a leitura da reportagem, discuta a conclusão ali apresentada acerca dos dois tipos de produção do hidrogênio: queima de combustíveis fósseis e quebra das moléculas de água por eletrólise. Lembre que, no primeiro caso, a reação do combustível com o oxigênio tem como produto gás carbônico e água, o que exige ainda a transformação desse líquido em hidrogênio molecular e oxigênio molecular por meio de eletrólise. Assim, nesse processo, ao custo da queima soma-se o da separação do hidrogênio da água, ou seja, para tanto é necessário o uso de energia elétrica. Divida a turma em grupos para a elaboração de uma pesquisa para a aula seguinte a respeito das formas de obtenção dessa energia, que pode ser convertida da queima de combustíveis fósseis ou de biomassa, de reações nucleares, de hidrelétricas, dos ventos etc. Cada equipe deve se encarregar de um tipo de combustível. Peça que, ao final, os times se reúnam e elaborem uma tabela assinalando em colunas distintas os prós e contras de cada um. A energia eólica, por exemplo, não polui. Mas exige investimento maciço e bastante espaço.

Avaliação 

Desafie os estudantes a resolverem os problemas do quadro "Qual o Melhor? Faça as Contas" (abaixo), extraídos do vestibular da UFMG. Reserve 20 a 30 minutos para que os grupos encontrem as seguintes respostas:

Questão A:



Questão B: A turma deve calcular o número de mols em 1.000 gramas de hidrogênio por meio de uma regra de três simples. O resultado é 500 mols. Como cada mol produz 242 quilojoules, a energia gerada por 500 mols é 121.000 quilojoules. Cálculo semelhante feito para o álcool tem como resultado 26.740,2 quilojoules. Portanto, o mais eficiente dos três é o hidrogênio.

Questão C: Para resolver este problema, é preciso primeiro calcular, pela regra de três, o número de mols em 800 gramas (0,8 quilo) de álcool.



Depois, sabendo que cada mol produz 1.230 quilojoules, é fácil obter o total de energia liberada na combustão de 1 litro de álcool: 22.140 quilojoules. A relação entre as energias produzidas pelo álcool e pela gasolina é de 0,7073, ou seja, o primeiro fornece 70,73% da energia produzida pela gasolina. Assim, enquanto seu preço for inferior a isso, o álcool será mais econômico. 

Qual o melhor? Faça as contas 
Na comparação entre combustíveis, um dos aspectos a ser levado em conta é o calor liberado em sua queima. Outro é o preço.

Considere a tabela abaixo.
A) Escreva as equações químicas correspondentes à combustão completa dessas substâncias.

B) Calcule a energia liberada na combustão completa de 1 kg de hidrogênio e de 1 kg de álcool. A energia liberada na combustão da gasolina é 44.800 kJ/kg. Sob o ponto de vista energético, qual dos três combustíveis é o mais eficiente por quilograma consumido?

C) Gasolina e álcool têm sido muito usados no Brasil como combustíveis. A queima de 1 l de gasolina libera 31.300 kJ. Sabendo que a densidade do álcool é 0,8 kg/l, calcule a energia liberada por 1 l de álcool. Qual dos dois combustíveis é o mais econômico, considerando que o preço do álcool equivale a aproximadamente 65% do preço da gasolina?

 
 


 

 

Créditos:
Claúdia A. Bortolato
Formação:
Mestre em Físico-Química pela Unicamp, de Campinas (SP)
Autor Nova Escola

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