Questão 48 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

ENEM 2010Ciências da Natureza2ª aplicação

No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.

Esquema de cogeração de energia elétrica. Na base, a entrada de combustível alimenta um gerador a diesel, que produz energia elétrica primária. O calor residual desse gerador passa por um processo de recuperação de calor, gerando vapor e gases de exaustão. O vapor aciona uma turbina e gerador, produzindo energia elétrica secundária.

HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado).

Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia
térmica em mecânica.
Resposta correta
B
mecânica em térmica.
C
química em térmica.
D
química em mecânica.
E
elétrica em luminosa.
Gabarito oficial: alternativa A

Resolução comentada

O tema aqui é a cogeração: uma forma de aproveitar o calor que normalmente seria desperdiçado na produção de energia elétrica, transformando-o em uma segunda fonte útil de energia.

Como funciona a cadeia de transformações

No processo primário, o combustível alimenta um gerador a diesel: a energia química do combustível vira energia térmica (combustão) e depois mecânica, acionando o gerador que produz a energia elétrica primária. Toda máquina térmica desse tipo desperdiça uma parcela grande de energia na forma de calor nos gases quentes.

O processo secundário (cogeração)

É justamente esse calor residual que a cogeração reaproveita. Ele é enviado a um sistema de recuperação de calor, que aquece água e produz vapor a alta pressão e temperatura. Esse vapor é conduzido a uma turbina: ao se expandir, ele empurra as pás e faz a turbina girar, gerando movimento.

É nesse ponto que ocorre a transformação-chave do processo secundário: a energia térmica contida no vapor é convertida em energia mecânica (rotação da turbina). Em seguida, essa energia mecânica é transferida a um gerador acoplado à turbina, que a transforma em energia elétrica secundária.

Conclusão

A perda global de energia diminui porque o calor que seria jogado fora passa a mover uma turbina antes de virar eletricidade. A transformação que caracteriza esse reaproveitamento no processo secundário é a de energia térmica em mecânica. A resposta correta é a letra A.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2010 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.