ENEM 2024 — Questão 104: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa C
baixa de CO e alta de CO2.
A questão aborda o impacto das razões ar/combustível na emissão de gases por motores a combustão interna, especificamente em automóveis.
Impacto dos catalisadores automotivos no controle da qualidade do ar
Um dos agentes que mais contribui para a poluição do ar é o automóvel a combustão interna. Em áreas urbanas, isso é demonstrado dramaticamente pela fumaça fotoquímica, resultante da interação entre óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e luz solar, para formar produtos de oxidação, que causam irritação aos olhos, ao aparelho respiratório e danos às plantas. As condições de operação de motores a combustão, como a razão da mistura ar/combustível no cilindro, influenciam na composição dos gases lançados pelo escapamento na atmosfera. O gráfico ilustra a variação nas composições dos principais gases, dióxido de carbono (CO2), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O2), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa.
Na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma emissão
Resolução comentada da questão 104 do ENEM 2024
Resolução
A questão aborda o impacto das razões ar/combustível na emissão de gases por motores a combustão interna, especificamente em automóveis. O conceito central aqui é que a proporção de ar e combustível que entra no motor influencia diretamente a quantidade e a composição dos gases emitidos. Quando a razão ar/combustível é alta, como no caso de 18, isso indica que há mais ar em relação ao combustível, o que geralmente resulta em uma combustão mais completa. Essa combustão eficiente tende a reduzir a emissão de monóxido de carbono (CO), um gás tóxico, e aumentar a emissão de dióxido de carbono (CO2), que é um produto da combustão.
Portanto, na condição de razão ar/combustível igual a 18, espera-se que a emissão de CO seja baixa, pois a queima do combustível está ocorrendo de forma mais completa, enquanto a emissão de CO2 será alta, já que este é um dos principais produtos gerados pela combustão do combustível. Assim, a alternativa correta é a que afirma que haverá uma baixa de CO e alta de CO2.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta alternativa está errada porque, em uma razão ar/combustível alta, a emissão de óxido de nitrogênio (NO) não é necessariamente alta. Na verdade, a combustão mais eficiente tende a reduzir a formação de NO, que é gerado em altas temperaturas e pressões, típicas de uma combustão incompleta.
(B) A alternativa (B) está incorreta, pois uma razão ar/combustível alta resulta em uma baixa emissão de óxido de nitrogênio (NO) e não em uma alta de hidrocarbonetos (HC). A combustão mais completa minimiza a formação de HC, que são compostos não queimados.
(C) Esta é a alternativa correta — ver acima.
(D) A alternativa (D) está errada, pois uma razão ar/combustível alta resulta em baixa emissão de hidrocarbonetos (HC) devido à combustão mais completa. Portanto, não se espera uma alta de CO.
(E) Esta alternativa está errada porque, em uma razão ar/combustível elevada, a emissão de CO2 é alta, não baixa. A queima eficiente do combustível gera mais CO2, enquanto a emissão de hidrocarbonetos (HC) tende a ser reduzida.
Conceito-chave para revisar
A questão testa o entendimento sobre a relação entre a razão ar/combustível e a eficiência da combustão em motores a combustão interna. Para aprofundar-se neste tema, é recomendável estudar os princípios da termodinâmica e os processos de combustão, além de revisar como diferentes condições operacionais afetam as emissões de poluentes atmosféricos.
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