Questão 129 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

Queremos saber quanta energia é liberada pela queima do etanol necessário para percorrer 400 km. Para isso, vamos partir do volume de combustível e transformá-lo, passo a passo, até chegar à energia.

1. Volume de etanol consumido

O carro rende $20 \text{ km/L}$ no máximo rendimento e o percurso é de $400 \text{ km}$. O volume ($V$) de etanol é a distância dividida pelo rendimento:

$V = \frac{400 \text{ km}}{20 \text{ km/L}} = 20 \text{ L}$

2. Do volume para a massa

A densidade do etanol é $0,8 \text{ g/cm}^3$. Como $1 \text{ L} = 1\,000 \text{ cm}^3$, isso equivale a $800 \text{ g/L}$. Multiplicando o volume pela densidade, obtemos a massa ($m$):

$m = 20 \text{ L} \times 800 \text{ g/L} = 16\,000 \text{ g}$

3. Da massa para a quantidade de matéria

A massa molar do etanol é $46 \text{ g/mol}$. A quantidade de matéria ($n$) é a massa dividida pela massa molar:

$n = \frac{16\,000 \text{ g}}{46 \text{ g/mol}} \approx 347,8 \text{ mol}$

4. Energia total

O calor de combustão é $-1\,300 \text{ kJ/mol}$. O sinal negativo apenas indica que a energia é liberada (processo exotérmico); para a energia consumida usamos o módulo, $1\,300 \text{ kJ/mol}$:

$E = 347,8 \text{ mol} \times 1\,300 \text{ kJ/mol} \approx 452\,000 \text{ kJ}$

5. Conversão para megajoules

Como $1 \text{ MJ} = 1\,000 \text{ kJ}$, dividimos por $1\,000$:

$E \approx \frac{452\,000 \text{ kJ}}{1\,000} \approx 452 \text{ MJ}$

O valor mais próximo nas alternativas é $452 \text{ MJ}$, correspondente à letra B.