Questão 84 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos seguir uma sequência lógica: primeiro, descobrir quanta gasolina foi gasta na viagem; depois, calcular a massa de carbono presente nessa gasolina; e, por fim, determinar a massa de dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) gerada na combustão desse carbono.

Consumo de Combustível

O enunciado nos diz que o veículo percorreu uma distância de $600\text{ km}$ e que seu consumo é de $1\text{ L}$ de gasolina a cada $15\text{ km}$. Podemos calcular o volume total de gasolina consumido ($V$) dividindo a distância total pelo rendimento do carro:

$V = \frac{600\text{ km}}{15\text{ km/L}} = 40\text{ L}$

Portanto, foram consumidos $40\text{ L}$ de gasolina durante a viagem.

Massa de Carbono Consumida

Sabemos que cada litro dessa gasolina contém $0,6\text{ kg}$ de carbono. Para encontrar a massa total de carbono ($m_{\text{C}}$) queimada na viagem, multiplicamos o volume consumido pela quantidade de carbono por litro:

$m_{\text{C}} = 40\text{ L} \times 0,6\text{ kg/L} = 24\text{ kg}$

Emissão de Dióxido de Carbono ($\text{CO}_2$)

Na combustão, o carbono ($\text{C}$) reage com o oxigênio ($\text{O}_2$) para formar o dióxido de carbono ($\text{CO}_2$). A proporção dessa reação é de $1\text{ mol}$ de carbono para $1\text{ mol}$ de $\text{CO}_2$:

$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$

Agora, precisamos das massas molares para estabelecer a relação em massa. O enunciado fornece as massas molares do carbono ($12\text{ g/mol}$) e do oxigênio ($16\text{ g/mol}$).

• Massa molar do $\text{C} = 12\text{ g/mol}$
• Massa molar do $\text{CO}_2 = 12 + (2 \times 16) = 12 + 32 = 44\text{ g/mol}$

Isso significa que cada $12\text{ g}$ de carbono produzem $44\text{ g}$ de $\text{CO}_2$. Como a proporção se mantém para qualquer unidade de massa, podemos dizer que $12\text{ kg}$ de carbono produzem $44\text{ kg}$ de $\text{CO}_2$.

Montamos então uma regra de três simples para descobrir a massa de $\text{CO}_2$ ($x$) gerada pela queima dos $24\text{ kg}$ de carbono:

$12\text{ kg de C} \quad \text{---} \quad 44\text{ kg de CO}_2$ $24\text{ kg de C} \quad \text{---} \quad x$

Multiplicando cruzado, temos:

$12 \cdot x = 24 \cdot 44$

$x = \frac{24 \cdot 44}{12}$

$x = 2 \cdot 44 = 88\text{ kg}$

Logo, a massa de $\text{CO}_2$ emitida pelo veículo no ambiente durante a viagem é igual a $88\text{ kg}$.