Energia na Terra

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CO
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PAULO JUBILUT
2018
Soluções
Propriedades Coligativas
Termoquímica
Cinética Química
Equilíbrios Químicos 
Solubilidade, Produto de Solubilidade e Hidrólise Salina 
Pilhas e Potenciais De Redução
Pilhas: Dispositivos Cotidianos de Obtenção de Energia
Eletrólise e Lei de Faraday
Radioatividade
DISPERSÕES 3
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27
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SUMÁRIO
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ENERGIA NA TERRA
Para começarmos a falar sobre energia, é 
preciso primeiramente conceituá-la para 
que entendamos o que ela representa. Na 
termodinâmica, ela é definida como a capacidade 
de um corpo de realizar trabalho. Esta definição 
já nos mostra que o conceito de energia está 
intimamente atrelado ao uso dela – ou seja, às 
transformações que ela sofre para que possamos 
aproveitá-la. Assim, só faz sentido falar em 
energia quando ela pode ser aproveitada.
UNIDADES DE ENERGIA
Entender as unidades que utilizamos para 
expressar as energias dos processos é de grande 
ajuda para compreensão destes. Entendo as 
unidades, podemos até mesmo deduzir as 
fórmulas das quais são derivadas.
JOULE
A unidade de energia adotada pelo SI é o Joule, 
representado por J. O Joule é uma medida de 
trabalho (w). Da física, relembramos que o 
trabalho é igual à força aplicada num corpo 
multiplicada pelo seu deslocamento, em metros:
w=F.d
Sabemos que a Força pode ser calculada através 
da segunda lei de Newton:
F=m.a
Como a massa é dada em kg, e a aceleração em 
m/s2, a unidades de força são
que equivale a 1 N (Newton). Voltando ao 
trabalho, então, podemos descobrir suas 
unidades:
 ou 
que equivale exatamente a 1 Joule.
Lembrando, é claro, que existem outras formas 
de realização de trabalho. Porém, as unidades 
SEMPRE serão as mesmas! Observe o trabalho 
de expansão de expansão, onde p é a pressão e 
V, o volume:
w=p.∆V
Sabemos que a pressão é dada pela força 
aplicada sobre uma área:
Multiplicando pelo volume, dado em m3, 
segundo o SI, observamos que as unidades são 
exatamente as mesmas:
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Aprofundando...
MASSA E ENERGIA
A relação entre massa e energia é:
E=mc2
A energia (E) e massa (m) são equivalentes e podem ser transformadas uma na outra com um 
fator de conversão de c², que é a velocidade da luz, de 3x108 m/s. Assim, podemos observar até 
mesmo na equação de Einstein a equivalência das unidades de energia:
Assim, c² é 9x1016 (m/s)², o que significa que uma minúscula quantidade de massa pode ser 
convertida em uma imensa quantidade de energia. O valor de c² é 90 quatrilhões (9x1016) J/kg. 
Um quilograma de matéria possui uma energia de existência de 90 quatrilhões de joules. Mesmo 
um grão de matéria com massa de apenas 1 miligrama possui uma energia de repouso de 90 
bilhões de joules. 
Essa equação explica os processos de fusão e fissão nucleares, os quais liberam uma grande 
quantidade de energia.
CALORIA
Outra unidade bem comum no nosso cotidiano, 
mas que não pertence ao SI, é a Caloria (cal). 
A caloria é definida como a quantidade de 
energia necessária para elevar de 14,5 a 
15,5 oC a temperatura de 1 g de água. 
A caloria é comumente utilizada para nos 
fornecer informações sobre as quantidades 
de energia contidas nos alimentos. Porém, 
como são grandes quantidades de energia, foi 
adotada a quilocaloria (kcal), que equivale a 
1000 cal. Assim, cada kcal representa a energia 
para elevação de 1 litro de água em 1 oC! 
A energia para elevar 1oC a temperatura de 1 g 
de água é de 4,1868 J. Assim, 1 cal = 4,1868 J, e 
1 J = 0,2390 cal.
POTÊNCIA
A potência é uma forma de se medir o trabalho 
realizado em um determinado tempo, medido 
em segundos (s) no SI. É bem comum nos 
depararmos com a potência no cotidiano, pois 
a maioria dos eletrodomésticos e dispositivos 
elétricos trazem informações de potência: micro-
ondas, lâmpadas, geladeiras... Assim, quanto 
maior a potência, mais o dispositivo “trabalha”. 
A potência é medida em Watts (W), e pode ser 
calculada pela fórmula
Claro que, sabendo da potência de um aparelho, 
podemos descobrir quanto de energia ele gasta 
para funcionar em um intervalo de tempo. Para 
isso, multiplicamos a potência pelo intervalo 
de tempo de interesse, e obteremos a energia 
consumida:
Também é possível trabalhar com as unidades de 
forma a se obter valores mais adaptados à nossa 
realidade. Em aparelhos domésticos, costuma-se 
trabalhar com horas e não com segundos, visto 
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que geralmente os utilizamos por vários minutos 
ou até mesmo horas. Assim, trabalhamos com 
quilowatts-hora (kWh). Um kWh é quantidade 
de energia necessária para alimentar uma carga 
com potência de 1 Watt durante 1 hora. Os 
aparelhos informam sua potência em Watts. 
Assim, um aparelho de 500 W vai consumir 500 
W em uma hora.
Exemplo: se um aparelho de 1200 W de potência é usado durante 2 h, qual é a energia 
consumida em kWh? E em Joules?
Resposta: 
Em kWh:
w=W.∆t=1200 W.2h=2400 Wh=2,4 kWh
Em Joules:
Como 1 Wh equivale a 3.600 J,
2400 × 3600=8,64 ×106 J
Porém, é importante se atentar que nem todos os 
processos vão trabalhar com máxima eficiência. 
Sempre há uma dissipação de energia, que não 
é toda transformada no trabalho desejado no 
aparelho. A energia é mais comumente perdida 
em forma de energia térmica (aquecimento do 
aparelho, por exemplo), mas a perda na forma 
de energia luminosa também é comum. Essas 
são transformações de energia.
PARA SABER MAIS
Na hora de comprar um novo aparelho doméstico, você já deu uma olhada naquela enorme 
etiqueta colorida? Tenho certeza que sim!
Ela é chamada de ENCE – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, e é obrigatória nos 
eletrodomésticos vendidos no país, e foi regulamentada em 2011. Segundo a regulamentação, 
a ENCE tem por objetivo informar a eficiência energética e/ou o desempenho térmico de 
sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica, definidos nestes Requisitos de Avaliação de 
Conformidade, segundo Normas Brasileiras específicas e/ou internacionais.
Assim, a implementação destas etiquetas foi uma grande vitória para o meio ambiente! Ela 
disponibiliza de forma clara e acessível informações sobre o aproveitamento de energia dos 
eletrodomésticos que adquirimos; assim, podemos escolher sempre o equipamento mais 
eficiente, que consuma menos energia para realização de um trabalho, buscando sempre a 
alternativa mais ecológica e a melhor para o bolso.
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TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA
É comum nos depararmos com as transformações 
de energia no estudo da física e da química. 
Mas você já parou pra pensar nelas no seu 
cotidiano? O tempo todo nos deparamos 
com as transformações de energia: vemos a 
transformação de energia elétrica em energia 
luminosa em nossas lâmpadas, vemos o carro 
utilizar o combustível para que se mova... Mas 
até mesmo quando respiramos, pensamos ou 
caminhamos estamos realizando processos de 
transformação de energia. E na natureza não é 
diferente.
As transformações são regidas pela Primeira Lei 
da Termodinâmica. Esta lei relaciona a energia 
interna do sistema (∆U) com o calor trocado (q) 
e o trabalho realizado por ele:
∆U=q-w
Essa equação nos mostra que a energia do 
sistema aumenta quando ele recebe calor, 
e diminui quando ele realiza trabalho. Na 
natureza, todos os processos acontecem no 
sentido de se minimizar a energia de todos os 
Aproveitamento de energia para realização de 
trabalho. Nesse caso, somente 5% dela é dissipada.
Potências de trabalho. A nominal é a máxima 
atingida, e a econômica é a menor possível
Avaliação do equipamento. Sendo A mais 
econômico, e G menos econômico
Consumo mínimo e máximo em kWh nas 
condições especificadas, considerando a eficiência 
e o aproveitamento do aparelho
Prefira sempre aparelhos com avaliação A; eles costumam ser mais econômicos e mais eficientes 
no aproveitamento de energia. O meio ambienteagradece!
sistemas. Assim, sempre que possível, um sistema 
realizará trabalho ao receber energia. Esse é o 
processo que chamamos de transformação de 
energia.
O trabalho é um desses mecanismos de 
minimização da energia. Quando o sistema pode 
realizar trabalho, ele o fará de maneira a manter 
constante a energia interna. Portanto, ∆U = 0, 
e a equação nos mostra então que todo o calor 
fornecido (ou retirado) é utilizado na realização 
de trabalho:
q= w
Quando um sistema que está fechado recebe 
calor e não pode realizar nenhum trabalho, 
seja ele de deslocamento (F.d) ou de expansão 
(p∆V), observamos um aumento de energia 
interna. Como o trabalho realizado é = 0 neste 
caso, a equação nos mostra que todo o calor 
trocado (ganhado ou perdido) se reflete em 
variação de energia interna:
∆U=q
Assim, dizemos que está e a Lei da Conservação 
de Energia. Todos os processos físicos, químicos, 
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termodinâmicos e biológicos obrigatoriamente 
obedecem a esta lei, pois ela é uma lei 
fundamental que rege o nosso universo. 
FLUXOS E FONTES DE ENERGIA
A primeira lei da termodinâmica diz que a energia 
sempre se conserva, permanece constante nos 
processos. Ela é apenas transformada em outras 
formas de energia, nunca perdida: a energia não 
pode desaparecer, e nem ser criada. Mas então, 
de onde vem a energia que utilizamos?
Segundo a teoria do Big Bang, no início do 
universo houve uma explosão que liberou 
quantidades colossais de energia, e a matéria 
(que é constituída de energia) foi criada. Pela 
primeira Lei, então, toda a energia existente 
no universo e a energia que utilizamos na Terra 
teria vindo do Big Bang: a energia dos átomos, 
energia nuclear, energia das transformações 
químicas... 
Assim, toda a energia está estocada na matéria. 
A energia solar é um ótimo exemplo deste 
fenômeno. No Sol, e em todas as estrelas, 
ocorrem processos de fusão nuclear, que 
origina átomos de Hélio a partir de átomos 
de Hidrogênio, com liberação de quantidades 
colossais de energia, que estava contida na 
matéria que é o núcleo desses átomos. 
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Essa energia liberada pelo sol é a principal fonte 
de energia na Terra. Ele libera anualmente 1,17 
x 1031 kJ, dos quais apenas 54,4 x 1020 kJ 
chegam até nós. Essa quantidade é suficiente 
para aquecer mais de 4 x 1010 toneladas de 
água em apenas um segundo! Porém, do que 
chega, muito é refletido pela atmosfera ou 
absorvido pelos solos e oceanos. Mesmo assim, 
essa energia é mais do que suficiente para 
sustentação de toda a biosfera. 
A principal utilização na energia solar pelos 
seres vivos é a fotossíntese dos seres autotróficos 
(plantas e algas). Os seres não autotróficos, 
incluindo os seres humanos, ingerem plantas ou 
animais que ingeriram plantas para obtenção de 
energia através da alimentação – e isso nada 
mais é do que o aproveitamento da energia 
solar!
No século passado, o ser humano aprendeu a 
controlar os processos nucleares atômicos. Nas 
usinas nucleares, a obtenção de energia vem da 
quebra do núcleo de um átomo, transformando-o 
em outro, com grande quantidade de liberação 
de energia. A energia nuclear é muito eficiente 
e uma ótima fonte de energia, quando não há 
ocorrência desastres envolvendo usinas, que são 
extremamente raros. No mundo todo, existem 
450 usinas nucleares em operação, e mais 50 
sendo construídas atualmente. Deste total, 
ocorreram acidentes fatais em cerca de oito ao 
longo dos últimos 70 anos.
Outra forma como utilizamos a energia solar é 
através da queima dos combustíveis fósseis. 
É isso mesmo! Como o petróleo é originado 
da decomposição de matéria orgânica vegetal 
que existiu há milhões de anos, a queima dos 
combustíveis é apenas a utilização da energia 
que as plantas da antigüidade obtiveram através 
da fotossíntese.
Porém, diferente dos outros combustíveis 
vegetais como o álcool da cana e o biodiesel, 
o petróleo não é um recurso renovável, e 
muito prejudica o meio ambiente. Sabemos 
que o principal produto da combustão da 
matéria orgânica é o CO2, que é liberado na 
atmosfera pelos combustíveis nas máquinas 
térmicas. Como o CO2 proveniente do petróleo 
foi retirado do ar a milhões de anos, quando 
existia muito mais gás carbônico na atmosfera, 
o relançamento dele aumenta sua concentração 
no ar, contribuindo então para o efeito estufa.
Existem ainda outras fontes de energia na Terra, 
como a energia cinética dos oceanos, advinda 
principalmente da atração gravitacional do nosso 
planeta com a Lua. Essa atração movimenta os 
mares, criando ondas, correntes e marés, cuja 
energia também pode ser utilizada através de 
geradores. Este tipo de energia, entretanto, 
representa apenas 0,0013 x 1020 kJ da energia 
terrestre.
O BALANÇO DE DIÓXIDO DE CARBONO
A principal fonte de etanol combustível atualmente é a cana de açúcar. Dela, os açúcares e 
demais fibras (carboidratos) são retirados e fermentados por micro-organismos que têm o álcool 
como produto metabólico. Lembrando que o meio de obtenção de carbono das plantas é a 
fotossíntese, processo em que elas retiram CO2 da atmosfera para síntese de seus carboidratos, 
e liberam o O2 que respiramos:
 CO2 + H2O + luz → carboidrato + O2 ↑
Reação de fotossíntese
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Desta maneira, quando queimamos o etanol proveniente das plantas, estamos simplesmente 
devolvendo à atmosfera o CO2 que elas retiraram. Assim, o balanço de dióxido de carbono 
permanece constante, pois tudo que é tirado é devolvido, e nada a mais é adicionado.
Isso, porém, não é verdade para o petróleo. Como o CO2 liberado pelos combustíveis fósseis foi 
retirado da atmosfera milhões de anos atrás, não existe mais equilíbrio. Este carbono estava a 
centenas de metros abaixo da superfície, a sua queima acaba liberando novas moléculas de 
gás carbônico para o ar, aumentando sua concentração na atmosfera e contribuindo para o 
aumento da temperatura do planeta.
Também há a energia geotérmica, que é 
um calor que emana do núcleo fundido do 
planeta, devido à altas temperaturas do seu 
interior. Assim, esse calor trocado também 
pode ser utilizado para realização de trabalho. 
Porém, somente 0,01 x 1020 kJ de energia são 
provenientes desta fonte.
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ENERGIA NUCLEAR
Apesar de utilizarmos muito a energia Hídrica, 
das hidrelétricas, e a Térmica, das Termoelétricas 
com a queima dos combustíveis fósseis, a 
energia Nuclear também pode ser utilizada para 
este fim. As reações nucleares, que envolvem o 
núcleo dos Átomos (e não seus elétrons, como as 
reações químicas) liberam quantidades imensas 
de energia quando comparadas à energia de 
combustão, por exemplo. 
Emissão α β γ
Características
Partículas pesadas, 
de carga positiva com 
alto poder ionizante
Partículas sem massa, 
com carga elétrica 
negativa. Têm poder 
ionizante
Ondas eletromagnéti-
cas de grande energia, 
altamente ionizantes, 
sem massa ou carga
Origem
Emissão diretamente 
do núcleo
Decaimento de um 
nêutron, que origina 
um próton e uma 
partícula β
Decaimento de 
nêutrons e prótons
Composição
2 prótons e 2 nêutrons, 
como núcleos de Hélio
Um elétron
Radiação 
Eletromagnética
Representação 2
4 α ou He2+ β- 00 γ
As reações nucleares podem ser de dois tipos:
Fissão: é a quebra do núcleo de um átomo, 
que se divide em núcleos menores, de menor 
energia. Este processo libera partículas α, β 
e/ou γ.
Fusão: combinação de dois núcleos menores 
para formação de um núcleo maior. Também 
há liberação de energia, pois o núcleo 
maior também pode ser mais estável que os 
menores.
Os processos empregados nas usinas nucleares 
são processos de Fissão. O elemento mais 
utilizado é o 235Urânio. Ao colidir um nêutron, 
ele se decompõe em principalmente em núcleos 
de 142Bário e 91Criptônio, de acordo com a reação 
abaixo:
Assim, os nêutrons gerados nos produtos são 
reagentes da reação seguinte, eela se mantém 
continuamente. Chamamos esse processo de 
reação em cadeia, que acontece em barras 
metálicas de urânio chamadas de barras de 
combustível ou material físsil. A energia 
cinética (alta velocidade) dos novos núcleos 
obtidos é utilizada para produção de energia 
elétrica.
Lembrando que...
Se precisar, dê uma olhadinha 
no material de Radioatividade: 
Partículas e Decaimento
U92 235
Indica o número de massa
Indica o número de prótons
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A energia cinética é transformada em energia 
térmica, com o aquecimento de uma massa de 
água, que vaporiza e gira uma turbina a vapor, 
que está ligada a uma bobina de um gerador de 
energia elétrica.
Sendo muito alta a energia cinética dos núcleos, 
sua velocidade precisa ser controlada para que 
reajam efetivamente com os próximos átomos 
de urânio. Para isto, são utilizados agentes 
moderadores, que mantêm a velocidade das 
partículas a um nível otimizado para efetividade 
das colisões e reações. Estes moderadores 
podem água ou grafite, dependendo do tipo do 
reator.
Como o processo todo de geração de energia 
após a reação é um processo térmico, é necessário 
resfriar o vapor utilizado na turbina, para que a 
água condense e possa ser reaquecida para dar 
continuidade à obtenção de energia. O líquido 
refrigerante mais utilizado é a água, que realiza 
uma troca térmica para com o vapor, para que 
condense. No entanto, a água utilizada no 
resfriamento aumenta de temperatura, e precisa 
ser resfriada antes de ser devolvida ao local de 
origem, comumente rios e mares. 
 
PROBLEMAS AMBIENTAIS
Como a água para o resfriamento que é coletada 
de rios, mares e lagos tem sua temperatura 
elevada, devolvê-la para o ambiente pode ser 
um problema. Ela precisa, claro, ser refrigerada 
a uma temperatura aceitável antes de ser 
devolvida, mas esta temperatura muitas vezes 
é superior à temperatura do corpo d´água, 
elevando a temperatura da fonte.
Esta elevação de temperatura causa uma série 
de problemas. Como a solubilidade dos gases 
é inversamente proporcional à temperatura, 
o aumento dela diminui a quantidade de 
oxigênio dissolvida na água. Assim, a vida 
aquática é prejudicada, pois a oferta de 
oxigênio é menor. Também existem micro-
organismos e outras formas de vida que estão 
adaptadas a determinado ecossistema, e este 
tipo de perturbação pode ser suficiente para 
desestabilizá-lo e afetar negativamente estas 
formas de vida.
Outra problemática da energia nuclear é 
Mineração do Urânio. Já no processo de 
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extração, que é feito por mineradores, existem 
problemas para a saúde humana e também 
ambientais. Como o Urânio decai para outros 
átomos radioativos, o minério de Urânio 
(chamado de Uraninita ou Pechblenda, 
constituído principalmente de UO2 e U3O8) 
também é extremamente radioativo. Assim, com 
mesmo retirada do urânio do mineral, o rejeito 
da extração é um problema, pois ele continua 
sendo radioativo, e requer armazenamento 
especial.
Também são produzidos pós e gases radioativos 
no processo de mineração, que podem adentrar 
as vias aéreas dos mineradores ou dispersar-
se para o ambiente, contaminando corpos 
aquáticos ao serem dissolvidos pela água das 
chuvas.
Mineração 
Conversão
Enriquecimento
Reator
Bomba de urânio
Reprocessamento
Resíduo 
radioativo
Bomba de 
plutônio
Minério de urânio é extraído.
Minério de urânio é convertido em 
combustível para o reator , tal como 
óxido de urânio, ou em hexafluoreto 
de urânio, que pode ser enriquecido. 
Usando centrífuga de gás ou lasers, uma usina de 
enriquecimento de urânio aumenta a proporção de 235U. 
Urânio enriquecido com até 5% é um combustível para 
reatores nucleares, mas urânio eriquecido a 50% ou mais é 
um explosivo nuclear. 
Urânio natural ou pouco enriquecido é usado em reatores 
nucleares para gerar eletricidade, deixando radioativo o 
combustível consumido.
O combustível consumido é 
reoprocessado para separar 
plutônio do resíoduo radioativo.
Resíduos permanecem 
radioativos por centenas 
de milhares de anos.
A bomba atômica qie 
destruiu Hiroshima em 
agosto de 1945 possuía 
cerca de 60 kg de urânio 
altamente enriquecido.
A bomba atômica qie 
destruiu Nagasaki em 
agosto de 1945 possuía 
cerca de 6 kg de plutônio.
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O Urânio, para ser utilizado como combustível, 
passa pelo processo de Enriquecimento. Como 
na natureza a abundância do isótopo radioativo 
é de apenas 0,7%, ele precisa ser concentrado 
para utilização nos reatores nucleares. Depois 
do enriquecimento, a porcentagem de 235U 
fica em torno de 3,0% da massa de Urânio 
total. Porcentagens maiores do que essa são 
extremamente perigosas; em bombas nucleares, 
o isótopo radioativo corresponde a 90% do total 
de urânio. No processo, o Urânio é convertido a 
UF6 para ser separado.
Este processo é extremamente caro e 
energeticamente custoso, pois o método de 
separação dos isótopos é um processo físico, 
pois se comportam de maneira quimicamente 
idêntica, se tratando do mesmo elemento 
químico.
Os resíduos da mineração, enriquecimento e da 
própria geração de energia são radioativos. Por 
isso, é importante que esses materiais sejam 
armazenados corretamente. Porém, ainda não 
há consenso entre cientistas a respeito do melhor 
método de armazenagem destes resíduos. 
De maneira geral, esses resíduos precisam ser 
enterrados por muitos anos em materiais que 
absorvam e minimizem os efeitos da radiação, 
para que não contamine o solo e lençóis 
aquáticos. Por exemplo, o plutônio remanescente 
nas barras de combustível (depois de terem 
sido esfriadas e permanecido enterradas por 
anos), pode ser encapsulado e imobilizado na 
forma vítrea o cerâmica, depositado em um 
contêiner de um metal resistente à corrosão, 
como cobre ou titânio, e finalmente enterrados 
a centenas de metros da superfície. Esses 
invólucros são projetados de maneira que durem 
centenas de milhares de anos, quando o nível 
de radioatividade do resíduo já não for mais 
significante.
Porém, na prática, a maioria dos países não 
armazena seus resíduos de maneira tão adequada. 
Muitas vezes, os rejeitos são enterrados próximos 
à lençóis freáticos, ou em ambientes oxidantes – o 
que não seria ideal, pois o oxigênio pode oxidar o 
urânio e torna-lo mais solúvel água, aumentando 
muito sua mobilidade e solubilidade em água e 
facilitando a contaminação. Nos EUA, existem 
70 mil toneladas de rejeitos radioativos que 
estão estocados de maneira inadequada, onde as 
barras de combustível estão tão próximas umas 
das outras que existe risco de que uma reação 
em cadeia se inicie, e agentes de controle são 
necessários.
EX
ER
CÍ
CI
O
S
14
(UFSM 2014) A temperatura do corpo humano 
considerada ideal varia entre 36 C° e 36,7 C.° 
Num sistema físico mais simples, como um gás ideal 
em equilíbrio, a temperatura está associada 
à energia média por partícula. 
à quantidade de calor interno. 
ao grau de oscilação das partículas. 
à energia absorvida ou perdida. 
ao calor específico. 
(UECE 2010) Pode-se afirmar corretamente que a 
energia interna de um sistema constituído por um gás 
ideal 
diminui em uma expansão isotérmica. 
aumenta em uma expansão adiabática. 
diminui em uma expansão livre. 
aumenta em uma expansão isobárica. 
(ENEM 2009) Potencializado pela necessidade de 
reduzir as emissões de gases causadores do efeito 
estufa, o desenvolvimento de fontes de energia 
renováveis e limpas dificilmente resultará em um 
modelo hegemônico. A tendência é que cada país crie 
uma combinação própria de matrizes, escolhida entre 
várias categorias de biocombustíveis, a energia solar 
ou a eólica e, mais tarde, provavelmente o hidrogênio, 
capaz de lhe garantir eficiência energética e ajudar o 
mundo a atenuar os efeitos das mudanças climáticas. 
O hidrogênio, em um primeiro momento, poderia ser 
obtido a partir de hidrocarbonetosou de carboidratos.
Disponível em: <http://www.revistapesquisa.fapesp.br>. 
Acesso em: mar. 2007 (adaptado).
Considerando as fontes de hidrogênio citadas, a de 
menor impacto ambiental seria 
aquela obtida de hidrocarbonetos, pois possuem 
maior proporção de hidrogênio por molécula. 
aquela de carboidratos, por serem estes 
termodinamicamente mais estáveis que os 
hidrocarbonetos. 
aquela de hidrocarbonetos, pois o carvão 
resultante pode ser utilizado também como fonte 
de energia. 
aquela de carboidratos, uma vez que o carbono 
resultante pode ser fixado pelos vegetais na 
próxima safra. 
aquela de hidrocarbonetos, por estarem ligados 
a carbonos tetraédricos, ou seja, que apresentam 
apenas ligações simples. 
 
a
b
c
d
e
1
2
3
4
EXERCÍCIOS
(UNESP 2008) A queima dos combustíveis fósseis 
(carvão e petróleo), assim como dos combustíveis 
renováveis (etanol, por exemplo), produz CO2 que 
é lançado na atmosfera, contribuindo para o efeito 
estufa e possível aquecimento global. Por qual motivo 
o uso do etanol é preferível ao da gasolina? 
O etanol é solúvel em água. 
O CO2 produzido na queima dos combustíveis 
fósseis é mais tóxico do que aquele produzido 
pela queima do etanol. 
O CO2 produzido na queima da gasolina contém 
mais isótopos de carbono-14 do que aquele 
produzido pela queima do etanol. 
O CO2 produzido na queima do etanol foi 
absorvido recentemente da atmosfera. 
O carbono do etanol é proveniente das águas 
subterrâneas. 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
SANTOS DUMONT, O PIONEIRO DOS ARES.
“Durante as compridas tardes ensolaradas do Brasil, 
deitado à sombra da varanda, eu me detinha horas e 
horas a contemplar o belo céu brasileiro e a admirar 
a facilidade com que as aves, com suas largas asas 
abertas, atingiam grandes alturas. E, ao ver as nuvens 
que flutuavam, sentia-me apaixonado pelo espaço 
livre.”
Alberto Santos Dumont, 1873 - 1932
“Um dia, o homem há de voar - profetizou Júlio 
Verne. Essas palavras gravaram-se como a fogo no 
espírito inflamável do garoto Alberto Santos Dumont, 
filho de um riquíssimo fazendeiro de Riberão Preto, 
em São Paulo. Desde criança, Santos Dumont era 
apaixonado por motores, inventos e engenhocas. 
Ainda adolescente, seu pai enviou-o à França, para 
que lá estudasse. Com apoio paterno, Santos Dumont 
enveredou pelas pesquisas aeronáuticas e, em 1898, 
aos 25 anos, sobrevoava Paris num balão esférico.
Mas seu espírito não sossegava, mordido pela 
vontade de dirigir o balão por onde quisesse, sem 
depender dos ventos: “Se eu fizer um balão cilíndrico 
bastante comprido e bastante fino, ele fenderá o ar...”
Até que experimentou um antigo projeto: combinar 
um balão com um motor a gasolina. E, em setembro 
de 1898, o Santos-Dumont nº 1, provido de hélice 
e leme, passeava pelos céus de Paris. Uma grande 
consagração veio com a conquista do Prêmio Deutsch 
de la Meurthe: 125 000 francos (o equivalente a 100 
contos de réis) ao primeiro que, partindo de St. Cloud, 
circunavegasse a torre Eifel e voltasse ao ponto de 
partida num prazo de meia hora. A bordo do Santos-
Dumont nº 6, o inventor finalmente realizou a façanha, 
a 19 de outubro de 1901. A repercussão internacional 
foi extraordinária. Parte do Prêmio Deutsch foi 
entregue por Santos Dumont a seu mecânico e a seus 
operários; o restante foi doado à Prefeitura de Paris, 
para cobrir penhores da população pobre. Santos 
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Dumont virou figura popular. Entre a montanha 
de congratulações, um telegrama o comoveu em 
especial: “A Santos Dumont, o pioneiro dos ares, 
homenagem de Thomas Edison”. Era cumprimentado 
justamente por quem considerava o maior gênio de 
todos os tempos! O engenhoso aeronauta brasileiro 
tinha Paris a seus pés.
A celebração em torno de Santos Dumont culminaria 
em 1906, quando voou com o 14-Bis, avião inventado 
por ele.
Seu aeroplano não foi concebido para matar. Santos 
Dumont jamais pensou em lucros ou destruições. Seu 
aeroplano não foi concebido para matar: era uma 
aliança de paz e amor. Uma abertura de rotas em 
todas as direções do planeta. Este, o seu sentido: voo 
de compreensão entre os homens.
(Texto adaptado de A vida de grandes brasileiros - 7 - SANTOS 
DUMONT. São Paulo: Editora Três, 1974)
(CPS 2006) No Brasil, o automóvel de Santos Dumont 
fez muito sucesso, pois causava curiosidade nas 
pessoas que se entusiasmavam com a fumaça, o ruído 
desengonçado do motor, o cheiro de combustível 
queimado e as buzinadas. Essas características, que 
realmente causavam grande sensação na época, hoje 
provocam outra impressão, pois estão associadas aos 
problemas relacionados à saúde, em especial, aos 
respiratórios.
Pode-se afirmar que no período qm que Santos 
Dumont viveu, comparado aos que vivemos hoje, 
o automóvel não emitia gases poluidores como 
CO2, CO, H2O, CH4, etc. 
o conhecimento científico sobre a saúde humana 
não era estudado e nem discutido. 
a reação de combustão era diferente, pois usava 
um comburente diferente do oxigênio. 
a poluição gasosa e a sonora, produzida pelos 
automóveis, eram menores. 
o combustível usado recebia uma mistura de 
substâncias com aromas agradáveis. 
(UFG 2011) A transpiração é um fenômeno que 
auxilia na manutenção da temperatura do corpo, 
visto que a mudança de fase do suor consome energia 
térmica. Trata-se de um fenômeno 
químico endotérmico. 
químico exotérmico. 
químico homeotérmico. 
físico endotérmico. 
físico exotérmico. 
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS QUESTÕES: 
SANTOS DUMONT, O PIONEIRO DOS ARES.
“Durante as compridas tardes ensolaradas do Brasil, 
deitado à sombra da varanda, eu me detinha horas e 
horas a contemplar o belo céu brasileiro e a admirar 
a facilidade com que as aves, com suas largas asas 
abertas, atingiam grandes alturas. E, ao ver as nuvens 
que flutuavam, sentia-me apaixonado pelo espaço 
livre.”
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Alberto Santos Dumont, 1873 - 1932
“Um dia, o homem há de voar - profetizou Júlio 
Verne. Essas palavras gravaram-se como a fogo no 
espírito inflamável do garoto Alberto Santos Dumont, 
filho de um riquíssimo fazendeiro de Riberão Preto, 
em São Paulo. Desde criança, Santos Dumont era 
apaixonado por motores, inventos e engenhocas. 
Ainda adolescente, seu pai enviou-o à França, para 
que lá estudasse. Com apoio paterno, Santos Dumont 
enveredou pelas pesquisas aeronáuticas e, em 1898, 
aos 25 anos, sobrevoava Paris num balão esférico.
Mas seu espírito não sossegava, mordido pela 
vontade de dirigir o balão por onde quisesse, sem 
depender dos ventos: “Se eu fizer um balão cilíndrico 
bastante comprido e bastante fino, ele fenderá o ar...”
Até que experimentou um antigo projeto: combinar 
um balão com um motor a gasolina. E, em setembro 
de 1898, o Santos-Dumont nº 1, provido de hélice 
e leme, passeava pelos céus de Paris. Uma grande 
consagração veio com a conquista do Prêmio Deutsch 
de la Meurthe: 125 000 francos (o equivalente a 100 
contos de réis) ao primeiro que, partindo de St. Cloud, 
circunavegasse a torre Eifel e voltasse ao ponto de 
partida num prazo de meia hora. A bordo do Santos-
Dumont nº 6, o inventor finalmente realizou a façanha, 
a 19 de outubro de 1901. A repercussão internacional 
foi extraordinária. Parte do Prêmio Deutsch foi 
entregue por Santos Dumont a seu mecânico e a seus 
operários; o restante foi doado à Prefeitura de Paris, 
para cobrir penhores da população pobre. Santos 
Dumont virou figura popular. Entre a montanha 
de congratulações, um telegrama o comoveu em 
especial: “A Santos Dumont, o pioneiro dos ares, 
homenagem de Thomas Edison”. Era cumprimentado 
justamente por quem considerava o maior gênio de 
todos os tempos! O engenhoso aeronauta brasileiro 
tinha Paris a seus pés.
A celebração em torno de Santos Dumont culminaria 
em 1906, quando voou com o 14-Bis, avião inventado 
por ele.
Seu aeroplano não foi concebido para matar. Santos 
Dumont jamais pensou em lucros ou destruições. Seu 
aeroplano nãofoi concebido para matar: era uma 
aliança de paz e amor. Uma abertura de rotas em 
todas as direções do planeta. Este, o seu sentido: voo 
de compreensão entre os homens.
(Texto adaptado de A vida de grandes brasileiros - 7 - SANTOS 
DUMONT. São Paulo: Editora Três, 1974)
(CPS 2006) Santos Dumont recebeu o prêmio Deutsch 
ao realizar o voo, em 19/10/1901.
Henri Deutsch de La Meurthe era um magnata do 
petróleo, um produto cuja descoberta impulsionou 
a indústria automobilística no início do século XX. 
O petróleo, de grande importância mundial nos dias 
de hoje, é um material oleoso, inflamável, menos 
denso que a água, com cheiro característico e de cor 
variando entre o negro e o castanho escuro.
Leia as seguintes afirmações sobre o petróleo.
I. É uma mistura de diversas substâncias químicas, 
que podem ser isoladas por processos físicos de 
separação.
II. É considerado uma fonte de energia limpa de 
origem fóssil.
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III. É um líquido escuro muitas vezes encontrado no 
fundo do mar, embora seja mais leve que a água.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmações 
válidas. 
Apenas I 
Apenas II 
Apenas III 
Apenas I e III 
I, II e III 
(UEMG 2016) “Se Itaipu fosse uma hidrelétrica a 
óleo, o Brasil teria que queimar 434 mil barris de 
petróleo por dia para obter o mesmo resultado. O 
volume de terra e rocha removido é equivalente a 
duas vezes o Pão de Açúcar. A altura da barragem 
principal equivale a um edifício de 65 andares. (...) 
calculei que por ali devia escoar uma catarata. O guia 
corrigiu a minha besteira: ‘não uma, mas quarenta 
cataratas do Iguaçu’.” 
VENTURA, 2012, p. 121. 
Inúmeras são as fontes de energia disponíveis no 
nosso planeta, sendo que essas fontes se dividem em 
dois tipos, as fontes renováveis e as não renováveis. 
As fontes de energias renováveis são aquelas em 
que sua utilização e uso podem ser mantidos e 
aproveitados ao longo do tempo sem possibilidade de 
esgotamento. As fontes de energia renováveis onde 
atualmente existe um maior desenvolvimento estão 
exemplificadas na tabela abaixo:
Fonte de 
Energia Produção
Biomassa
Utiliza matéria de origem 
vegetal para produzir 
energia.
Solar Utiliza os raios solares para se gerar energia.
Eólica Utiliza a força dos ventos captada por aerogeradores.
Etanol
Utiliza subprodutos de 
origem vegetal e substitui a 
gasolina como combustível.
De acordo com a tabela e com seus conhecimentos a 
respeito de combustíveis e energia, está CORRETO o 
que se afirma em: 
Apesar de existir em abundância no Brasil, e ser 
economicamente viável, a energia solar ainda é 
pouco explorada por razões políticas. 
Em regiões cercadas por montanhas e de muita 
terra, a melhor alternativa energética dentre as 
destacas seria a eólica. 
Por ser obtida a partir de bagaço de cana-de-
açúcar, álcool, madeira, palha de arroz, óleos 
vegetais, dentre outros, a biomassa poderia ser 
uma alternativa economicamente viável em 
regiões de terra fértil. 
Sabe-se que a fonte do etanol é renovável, 
podendo ser extraído da cana-de-açúcar e 
também da beterraba, mas em termos de emissão 
de 2CO / mol de combustível, é tão poluente 
quanto a gasolina. 
(UECE 2016) De acordo com dados de um fabricante 
de fogões, uma panela com 2,2 litros de água à 
temperatura ambiente chega a 90 C° em pouco mais 
de seis minutos em um fogão elétrico. O mesmo teste 
foi feito em um fogão convencional, a GLP, sendo 
necessários 11,5 minutos. Sobre a água aquecida, é 
correto afirmar que 
adquiriu mais energia térmica no fogão 
convencional. 
adquiriu mais energia térmica no fogão elétrico. 
ganha a mesma energia térmica para atingir 
90 C° nas duas experiências. 
nos dois experimentos o ganho de energia térmica 
não depende da variação de temperatura sofrida. 
(UPE 2011) A energia nuclear é utilizada há muitos 
anos, para atender a demanda de energia elétrica 
de países que não possuem, em abundância, outras 
fontes para a obtenção de energia necessária ao 
seu desenvolvimento. Em relação aos aspectos 
relacionados com a energia nuclear, é correto afirmar 
que 
a intensa poluição radioativa na atmosfera dos 
países produtores de energia nuclear é uma 
das desvantagens de usá-la como produtora de 
energia elétrica. 
uma das vantagens do uso da energia nuclear 
na matriz energética de um país reside no fato 
de que a matéria-prima que abastece os reatores 
nucleares tem um tempo de meia-vida que não 
excede 10 dias. 
se estima que haverá aumento de uso da energia 
nuclear como produtora de energia elétrica, em 
algum momento em que as reservas de petróleo e 
gás declinarem, e leis mais severas restringirem, 
de forma rigorosa, a emissão de dióxido de 
carbono na atmosfera. 
a vantagem do uso da energia nuclear está no 
fato que, desde a mineração do urânio até a 
produção da energia nos reatores, a possibilidade 
de contaminação ambiental é praticamente nula. 
os resíduos radioativos que são produzidos pelos 
reatores nucleares são utilizados largamente, 
em aterros sanitários, o que, de alguma forma, 
minimiza os impactos ambientais. 
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(FGVRJ 2010) Ao realizar um trabalho de 80 mil 
calorias, um sistema termodinâmico recebeu 60 mil 
calorias.
Pode-se afirmar que, nesse processo, a energia interna 
desse sistema 
aumentou 20 mil calorias. 
diminuiu 20 mil calorias. 
aumentou 60 mil calorias. 
diminuiu 80 mil calorias. 
se conservou. 
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(PUCRS 2012) A sociedade moderna emprega 
enormes quantidades de combustíveis como fonte de 
energia, o que tem dado origem a diversos problemas 
ambientais, entre eles a chuva ácida. Além disso, o 
aumento da concentração de dióxido de carbono na 
atmosfera é motivo de preocupação, pois esse gás 
tem sido reiteradamente apontado como um dos 
responsáveis pelo aquecimento global.
Em relação a esse tema, é correto afirmar que 
o hidrogênio é um combustível fóssil encontrado 
junto com o petróleo e o gás natural, e seu uso 
acarreta aumento do teor de dióxido de carbono 
atmosférico. 
a queima de carvão, mineral ou vegetal, está 
associada a emissões de dióxido de carbono, 
mas somente o carvão mineral pode conter altos 
teores de enxofre e contribuir para a chuva ácida. 
o metanol produzido a partir da nafta é um álcool, 
e sua queima não implica aumento de dióxido de 
carbono na atmosfera. 
o etanol derivado da cana-de-açúcar é um 
biocombustível, e por esse motivo sua queima 
não causa emissões de dióxido de carbono. 
o gás natural, também conhecido como gás de 
cozinha, é um combustível fóssil e, apesar de 
não ser poluente, sua queima emite dióxido de 
carbono. 
(MACKENZIE 2017) A respeito dos processos de 
fissão e fusão nuclear, assinale a alternativa correta. 
A fusão nuclear é o processo de junção de núcleos 
atômicos menores formando núcleos atômicos 
maiores, absorvendo uma grande quantidade de 
energia. 
A fissão nuclear é o processo utilizado na 
produção de energia nas usinas atômicas, com 
baixo impacto ambiental, sendo considerada uma 
energia limpa e sem riscos. 
No Sol ocorre o processo de fissão nuclear, 
liberando uma grande quantidade de energia. 
A equação: 1 235 140 93 10 92 56 36 0n U Ba Kr 3 n,+ → + + 
representa uma reação de fissão nuclear. 
O processo de fusão nuclear foi primeiramente 
dominado pelos americanos para a construção 
das bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki. 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Apesar de todos os esforços para se encontrar fontes 
alternativas de energia, estima-se que em 2030 os 
combustíveis fósseis representarão cerca de 80% de 
toda a energia utilizada. Alguns combustíveis fósseis 
são: carvão, metano e petróleo, do qual a gasolina é 
um derivado. 
(UNICAMP 2012) No funcionamento de um motor, a 
energia envolvida na combustão do n-octano promove 
a expansão dos gases e também o aquecimento domotor. Assim, conclui-se que a soma das energias 
envolvidas na formação de todas as ligações químicas 
é 
maior que a soma das energias envolvidas no 
rompimento de todas as ligações químicas, o que 
faz o processo ser endotérmico. 
menor que a soma das energias envolvidas no 
rompimento de todas as ligações químicas, o que 
faz o processo ser exotérmico. 
maior que a soma das energias envolvidas no 
rompimento de todas as ligações químicas, o que 
faz o processo ser exotérmico. 
menor que a soma das energias envolvidas no 
rompimento de todas as ligações químicas, o que 
faz o processo ser endotérmico. 
(UEFS 2017) A primeira lei da termodinâmica para 
sistemas fechados foi originalmente comprovada 
pela observação empírica, no entanto é hoje 
considerada como a definição de calor através da lei 
da conservação da energia e da definição de trabalho 
em termos de mudanças nos parâmetros externos de 
um sistema.
Com base nos conhecimentos sobre a Termodinâmica, 
é correto afirmar: 
A energia interna de uma amostra de um gás ideal 
é função da pressão e da temperatura absoluta. 
Ao receber uma quantidade de calor Q igual a 
48,0 J, um gás realiza um trabalho igual a 16,0 J, 
tendo uma variação da energia interna do sistema 
igual 64,0 J. 
Quando se fornece a um sistema certa quantidade 
de energia Q, esta energia pode ser usada apenas 
para o sistema realizar trabalho. 
Nos processos cíclicos, a energia interna não 
varia, pois volume, pressão e temperatura são 
iguais no estado inicial e final. 
A energia interna, o trabalho realizado e 
a quantidade de calor recebida ou cedida 
independem do processo que leva o sistema do 
estado inicial A até um estado final B. 
(UFJF 2007) Quando um mol de água líquida passa 
para a fase sólida, a pressão constante, o sistema 
perde cerca de 6,0 quilojoules de energia. Qual seria 
a energia envolvida na obtenção de quatro cubos 
de gelo, considerando que cada um deles pesa 9,0 
gramas? 
+ 12,0 kJ. 
- 12,0 kJ. 
+ 9,0 kJ. 
- 9,0 kJ. 
- 6,0 kJ. 
(ESC. NAVAL 2013) Considere que 0,40 gramas de 
água vaporize isobaricamente à pressão atmosférica. 
Sabendo que, nesse processo, o volume ocupado 
pela água varia de 1,0 litro, pode-se afirmar que a 
variação da energia interna do sistema, em kJ, vale
Dados: calor latente de vaporização da água = 
62,3 10 J / kg;⋅
Conversão: 51 atm 1,0 10 Pa.= ⋅ 
1,0− 
0,92− 
0,82 
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(FATEC 2009) Os carboidratos são uma importante 
fonte de energia em nossa dieta alimentar. Nas 
células, as moléculas de monossacarídeos são 
metabolizadas pelo organismo, num processo que 
libera energia, representado pela equação:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + energia
Essa equação química corresponde ao processo global 
popularmente denominado “queima da glicose”. 
Cada grama desse açúcar metabolizado libera 
cerca de 4 kcal de energia, usada para movimentar 
músculos, fazer reparos nas células, manter constante 
a temperatura corporal etc.
A massa de oxigênio consumida, em gramas, quando 
a “queima” desse açúcar metabolizado liberar 1200 
kcal é
Dados:
Massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; O = 16 
300. 
320. 
400. 
800. 
1800. 
(PUCCAMP 2005) O biodiesel resulta da reação 
química desencadeada por uma mistura de óleo 
vegetal com álcool de cana.
A utilização do biodiesel etílico como combustível no 
país permitiria uma redução sensível nas emissões de 
gases poluentes no ar, bem como uma ampliação da 
matriz energética brasileira.
O combustível testado foi desenvolvido a partir da 
transformação química do óleo de soja. É também 
chamado de B-30 porque é constituído de uma 
proporção de 30% de biodiesel e 70% de diesel 
metropolitano. O primeiro diagnóstico divulgado 
considerou performances dos veículos quanto ao 
desempenho, durabilidade e consumo.
Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para 
realizar trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de 
biodiesel libera 5,0 × 103 cal e o rendimento do motor 
é de 15%, o trabalho mecânico realizado, em joules, 
vale, aproximadamente,
Dado: 1 cal = 4,2 joules 
7,2 × 105 
1,0 × 106 
3,0 × 106 
9,0 × 106 
1,3 × 107 
(UFRRJ 2005) As atividades musculares de um tri-
atleta exigem, diariamente, muita energia. Veja na 
tabela a representação desses valores.
Um alimento concentrado energético produz, quando 
metabolizado, 4000cal para cada 10g ingeridos.
Para as atividades físicas, o atleta, em um dia, 
precisará ingerir 
1,2 kg. 
2,4 kg. 
3,2 kg. 
2,8 kg. 
3,6 kg. 
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(UEG 2016) Uma pessoa consome diariamente 5 
copos de 200 mL de água a uma temperatura 
de 16 C° por 30 dias e, por vias metabólicas, o 
organismo deve manter a temperatura corporal a 
aproximadamente 36 C.° Nesse período, supondo 
um caso ideal, para elevar a temperatura da água até 
a temperatura corporal, o total de energia consumida 
pelo organismo, em kcal, será de aproximadamente
Dados para a água: calor específico 1cal g C;= ° 
densidade 1g ml= 
20 
80 
120 
350 
600 
(ITA 2013) 100 gramas de água líquida foram 
aquecidos utilizando o calor liberado na combustão 
completa de 0,25 gramas de etanol. Sabendo que 
a variação da temperatura da água foi de 12,5°C, 
assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO 
para a entalpia molar de combustão do etanol. 
Considere que a capacidade calorífica da água é igual 
a 1 14,18 kJ kg C− −⋅ ⋅ ° e que a energia liberada na 
combustão do etanol foi utilizada exclusivamente no 
aquecimento da água. 
961kJ− 
5,2 kJ− 
4,2 kJ+ 
5,2 kJ+ 
961kJ+ 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
A composição de carvões minerais varia muito, mas 
uma composição média comum (em %m m) é a 
seguinte: 80% carbono, 10% materiais diversos, 
4% umidade e 5% de matéria volátil. Por isso, 
além de energia, o carvão pode ser fonte de vários 
compostos químicos. De sua fração volátil, pode-
se obter hidrocarbonetos aromáticos simples. 
A importância destes hidrocarbonetos pode ser 
avaliada com base no seu consumo anual no mundo, 
que é de aproximadamente 625 10× toneladas. 
Dessa quantidade, em torno de 20% são obtidos 
pela conversão de parte da fração volátil do carvão 
mineral. As fórmulas estruturais de alguns destes 
hidrocarbonetos aromáticos estão representadas a 
seguir.
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(UFPA 2008) Para um gerador elétrico com potência 
de 100kW funcionar durante 10 horas consecutivas, 
uma termoelétrica queimou 150kg de um carvão 
mineral com a composição mencionada no texto. 
Considerando que os processos são 100% eficientes, 
que apenas o carvão puro (carbono) sofre combustão 
e que esta se dá de forma completa, nas condições de 
operação da referida termoelétrica, o calor liberado, 
em kJ, por mol de carbono, será de
Dados: 1kWh 3600kJ=
Massa atômica (u) C 12= 
360 
288 
100 
80 
64 
(UFPR 2006) Chamamos de energéticos ou calóricos 
os alimentos que, quando metabolizados, liberam 
energia química aproveitável pelo organismo. Essa 
energia é quantificada através da unidade física 
denominada caloria, que é a quantidade de energia 
necessária para elevar, em um grau, um grama de 
água. A quantidade de energia liberada por um 
alimento pode ser quantificada quando se usa a 
energia liberada na sua combustão para aquecer uma 
massa conhecida de água contida num recipiente 
isolado termicamente (calorímetro de água). Em um 
experimento para se determinar a quantidade de 
calorias presente em castanhas e nozes, obtiveram-
se os resultados apresentados na tabela a seguir:
Com base no exposto no texto e na tabela e sabendo 
que o calor específico da água é igual a 1,0 cal g-1 °C-
1, é correto afirmar: 
Esses resultados indicam que se uma pessoa 
ingerir 1,0 grama de nozes terá disponível2400 
calorias, enquanto que se ingerir a mesma 
quantidade de castanha terá disponível 2250 
calorias. 
A castanha é duas vezes mais calórica do que a 
noz. 
A quantidade de energia liberada na queima da 
noz é de 9000 calorias, e na queima da castanha 
é de 6000 calorias. 
Um indivíduo que gasta cerca de 240 calorias em 
uma caminhada deve ingerir 10 g de castanha 
ou 225 gramas de nozes para repor as calorias 
consumidas. 
A razão entre a quantidade de calorias liberadas 
na queima da castanha em relação à da queima 
da noz corresponde a 2,5. 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Considere os trechos retirados da portaria número 
2914, de 11 de dezembro de 2011, do Ministério 
da Saúde, que dispõe sobre os procedimentos de 
controle e de vigilância da qualidade da água para 
consumo humano e seu padrão de potabilidade.
Art. 30, § 1º: […] o valor máximo permitido de 
turbidez é 5,0 uT em toda a extensão do sistema de 
distribuição (reservatório e rede) [...].
Art. 38: […] Os níveis de triagem que conferem 
potabilidade da água do ponto de vista radiológico 
são valores de concentração de atividade que não 
excedem 0,5 Bq / L para atividade alfa total e 
1,0 Bq / L para beta total. [...].
Art. 39, § 1º: […] Recomenda-se que, no sistema de 
distribuição, o pH da água seja mantido na faixa de 
6,0 a 9,5 [...].
Art. 39, § 4, inc. III: […] Recomenda-se que, no 
sistema de distribuição, as concentrações de íons 
ferro e manganês não ultrapassem 2,4 e 0,4 mg / L, 
respectivamente [...].
 
(ACAFE 2016) Um automóvel do tipo “zero 
quilômetro” contém a Etiqueta Nacional de 
Conservação de Energia (ENCE) mostrada a seguir
Dados: Considerar os valores do litro da gasolina e 
etanol respectivamente: R$ 3,40 e R$ 2,50.
Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos 
químicos, analise as afirmações a seguir.
a
a
b
b
c
c
d
d
e
e
24 25
23
EX
ER
CÍ
CI
O
S
20
I. Nas condições abordadas é mais vantajoso 
financeiramente utilizar a gasolina como combustível, 
seja o veículo utilizado na cidade ou na estrada.
II. O etanol é uma substância polar possuindo um 
grupo hidroxila.
III. A gasolina é constituída, em sua maioria, por 
hidrocarbonetos.
IV. Em termos de poluição ambiental por 2CO o 
etanol (produzido a partir da cana-de-açúcar) é 
menos poluente que a gasolina.
Assinale a alternativa correta. 
Todas as afirmações estão corretas. 
Apenas II e III estão corretas. 
Apenas I e IV estão corretas. 
Apenas I, II e III estão corretas. 
a
b
c
d
ANOTAÇÕES
21www.biologiatotal.com.br
Q
U
ÍM
IC
A
 A
M
B
IE
N
TA
L
ENERGIA NA TERRA
GABARITO DJOW
1- [A]
Num gás ideal, a temperatura está associada à energia 
cinética média por partícula. 
2- [D]
Numa expansão isobárica A→B (VB > VA), temos:
A B
A B
V V
T T
=
. Sendo VB > VA ⇒ TB > TA. 
Como a energia interna é diretamente proporcional à 
temperatura absoluta, a energia interna aumenta. 
3- [D]
A fonte de menor impacto ambiental seria aquela de 
carboidratos, uma vez que o carbono resultante pode ser 
fixado pelos vegetais na próxima safra.
4- [D] 
5-[D] 
6- [D]
É um fenômeno físico, pois a água está apenas mudando 
de estado físico e necessita de calor para isso, ou seja, 
consome energia térmica para ocorrer, portanto, processo 
endotérmico. 
7- [A]
8- [C] [A] Incorreta. Apesar de existir em abundância no 
Brasil, e ser economicamente viável, a energia solar ainda 
é pouco explorada por razões técnicas.
[B] Incorreta. Em regiões cercadas por montanhas a eólica 
não é uma boa escolha devido a inconstância dos ventos.
[C] Correta. A biomassa poderia ser uma alternativa 
economicamente viável em regiões de terra fértil, pois 
deriva de refugos de diversos tipos de plantações.
[D] Incorreta. Sabe-se que a fonte do etanol é renovável, 
podendo ser extraído da cana-de-açúcar e também 
da beterraba, em termos de emissão de 2CO / mol de 
combustível, é menos poluente do que a gasolina. 
9- [C]
A energia térmica é diretamente proporcional a 
temperatura. Como em ambos os casos a quantidade de 
água é a mesma e a temperatura inicial e final também, 
logo nos dois casos o ganho de energia térmica é o 
mesmo. Alternativa correta é a [C].
10- [C] [A] Incorreta. A energia nuclear não emite gases 
poluentes somente lixo radioativo.
[B] Incorreta. A matéria-prima da energia nuclear é o 
Urânio-235, Urânio-238, Plutônio-239, Tório-232, ou 
misturas destes (o combustível típico atualmente é o MOX, 
mistura de óxidos de urânio e plutônio). Seu tempo de 
meia-vida, é de 94,9 10⋅ anos.
[C] Correta. O uso da energia nuclear é vista como uma 
alternativa a dependência do petróleo,e a emissão de 
gases poluentes na atmosfera, mas como qualquer 
outro tipo de geração de energia, possui vantagens e 
desvantagens que devem ser levadas em consideração.
[D] Incorreta. A contaminação ambiental é iminente 
durante todo o processo de produção de energia nuclear.
[E] Incorreta. Os resíduos radioativos em geral são 
guardados em locais blindados de concreto, que irá ficar 
aguardando seu tempo de decaimento, dependendo do 
índice de radioatividade do resíduo gerado.
11- [B]
Dados: W = 80.000 cal; Q = 60.000 cal.
Da primeira lei da termodinâmica:
∆U = Q – W ⇒ ∆U = 60.000 – 80.000 ⇒ ∆U = – 20.000 
cal.
O sinal (–) indica que a energia interna diminuiu. 
12- [B] 
Análise das alternativas: [A] Incorreta. A queima do 
hidrogênio produz água e não acarreta aumento do teor 
de dióxido de carbono atmosférico. [B] Correta. A queima 
de carvão, mineral ou vegetal, está associada a emissões 
de dióxido de carbono, mas somente o carvão mineral 
pode conter altos teores de enxofre e contribuir para a 
chuva ácida.
2 2
2 2 3
S(s) + O (g) SO (g)
1SO (g) + O (g) SO (g)
2
→
→ 
Reações dos óxidos com água:
→
→
2 2 2 3
3 2 2 4
SO (g) + H O( ) H SO (aq)
SO (g) + H O( ) H SO (aq)

 
[C] Incorreta. O metanol produzido a partir de vários 
processos é um álcool, e sua queima implica na liberação 
do dióxido de carbono na atmosfera.
Comentário sobre o metanol
1º método de preparação:
Este álcool também é conhecido como álcool de madeira, 
pois é preparado pela destilação seca da madeira.
Q
U
ÍM
IC
A
 A
M
B
IE
N
TA
L
22
 
2º método de preparação:
Através da redução (reação com hidrogênio) do monóxido 
de carbono (CO).
A mistura de carvão coque com água produz outra mistura 
conhecida como “gás d’água”. Observe:
O gás d’água, em condições adequadas, forma metanol. 
Veja:
 
[D] Incorreta. A queima do etanol produz dióxido de 
carbono. [E] Incorreta. O gás natural (na verdade é uma 
mistura gasosa) e também conhecido como gás do lixo 
(gás dos pântanos, etc.) é um gás poluente. 
13- [D] [A] Incorreto. A fusão nuclear é o processo de 
junção de núcleos atômicos menores formando núcleos 
atômicos maiores, liberando uma grande quantidade de 
energia. 
[B] Incorreto. A fissão nuclear é o processo utilizado na 
produção de energia elétrica nas usinas termonucleares, 
com médio impacto ambiental desde que não ocorram 
acidentes, sendo considerada uma energia limpa, porém 
com riscos.
[C] Incorreto. No Sol ocorrem processos de fusão nuclear, 
liberando uma grande quantidade de energia. 
[D] Correto. A equação: 1 235 140 93 10 92 56 36 0n U Ba Kr 3 n,+ → + + 
representa uma reação de fissão nuclear na qual uma 
reação em cadeia é observada. 
[E] Incorreto. O processo de fissão nuclear foi primeiramente 
dominado pelos americanos para a construção das 
bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki. 
14- [C]
Como a reação de combustão é exotérmica, conclui-se 
que a soma das energias envolvidas na formação de todas 
as ligações químicas (em módulo) dos produtos é maior 
do que a soma das energias envolvidas na quebra das 
ligações químicas (em módulo) dos reagentes.
8 18(g) 2(g) 2(g) 2 (g)
251C H O 8CO 9H O
2
Soma das energias de rompimento das ligações dos reagentes 0 R
Soma das energias de formação das ligações dos produtos 0 P
R P 0 H 0 (reação exotérmica)
P R
+ → +
> = +
< = −
− < ⇒∆ <
>
15- [D] [A] Falsa. A energia interna de um gás é função de 
sua temperatura absoluta.
[B] Falsa. De acordo com a primeira Lei da Termodinâmica, 
temos:
U Q W U 48 16 U 32 JÄ Ä Ä= − ⇒ = − ∴ = 
[C] Falsa. Ao fornecer uma energia a um sistema, este 
pode realizar trabalho ou aumentar sua energia interna.
[D] Verdadeira.
[E] Falsa. A avaliação das variáveis de processo depende 
de estabelecer um estado inicial e um estado final.
16- [B] 
17- [C]
Da 1ª Lei da Termodinâmica: U Q WÄ = − 
Devemos achar o trabalho (W) da transformação Isobárica: 
3
5 1mW p V 1,0 10 Pa 1,0L W 100 J
1000L
Ä= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⇒ = 
Para a mudança de estado físico, calculamos o calor 
latente (Q):
6
v
1kg JQ m L 0,4g 2,6 10 Q 920J
1000g kg
= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⇒ = 
E a variação de energia interna ( UÄ ) será:
U Q W 920 J 100 J U 820J 0,82kJÄ Ä= − = − ⇒ = = 
18- [B] 
19- [E] 
20- [A] 
21- [E]
água
água
d 1 g / mL
200 mL de água equivalem a 200 g de água.
5 copos m 5 200 g 1.000 g
T 36 16 20 C
Q m c T
Q 1.000 1 20 20.000 cal
Q 20 kcal (um dia)
Para 30 dias :
Q' 30 20 600 kcal
Ä
Ä
=
⇒ = × =
= − = °
= × ×
= × × =
=
= × =
22- [A] 
A partir da massa água aquecida, da capacidade calorífica 
da água e da variação da temperatura, calcula-se a 
quantidade de energia liberada na combustão do etanol:
Δ Δ Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
23www.biologiatotal.com.br
Q
U
ÍM
IC
A
 A
M
B
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N
TA
L
1 1 o
1 1 o
m 100 g; c 4,18 kJ kg C ; T 12,5 C
Q m c T
Q 100 g 4,18 kJ kg C 12,5 C
Q 5225 g
− −
− −
= = ⋅ ⋅ ° ∆ =
= × × ∆
= × ⋅ ⋅ ° ×
= 3 1kJ 10 g− −× × 1C−× ° oC× 5,225 kJ
Q 5,225 kJ
=
=
5,225 kJ equivale ao valor da energia absorvida pela água 
na queima de 0,25 g de etanol. Para um mol de etanol, ou 
seja, 46 g, vem:
5,225 kJ 0,25 g (etanol)
E 46 g
E 961,4 kJ= 
23- [A] 
24- [A] 
25- [A]
- Ao considerar os valores do litro da gasolina e etanol 
respectivamente, R$ 3,40 e R$ 2,50 , e fazendo-se a 
conversão em reais, teremos:
Nas condições abordadas é mais vantajoso financeiramente 
utilizar a gasolina como combustível, seja o veículo 
utilizado na cidade ou na estrada. 
- O etanol é uma substância predominantemente polar 
possuindo um grupo hidroxila.
- A gasolina é uma mistura homogênea constituída, em 
sua maioria, por hidrocarbonetos.
- Em termos de poluição ambiental por 2CO o etanol 
(produzido a partir da cana-de-açúcar) é menos poluente 
que a gasolina.
Quilometragem 
por litro
Etanol Gasolina Conclusão
2CO fóssil não 
renovável (g/
km)
0 145 0 < 145
ANOTAÇÕES