31. *(Unicamp 2018) “Gelo combustível” ou “gelo de fogo” é como são chamados os hidratos de metano que se formam a temperaturas muito baixas, em c...

Para resolver essa questão, precisamos utilizar a fórmula da energia liberada na combustão completa de uma substância: E = m * ΔH Onde: E = energia liberada (em Joules) m = massa da substância (em gramas) ΔH = entalpia de combustão (em Joules por grama) No enunciado, é dito que a energia liberada na combustão completa do gelo combustível é igual a E = 7,2 MJ. Precisamos calcular a massa de gelo combustível necessária para liberar essa energia e, em seguida, calcular o tempo que essa energia é capaz de manter um painel de LEDs de potência P = 2 kW aceso. Para calcular a massa de gelo combustível, precisamos da entalpia de combustão do metano, que é a substância presente nos hidratos de metano. Essa entalpia é igual a -890 kJ/mol. Como a massa molar do metano é 16 g/mol, temos: ΔH = -890 kJ/mol = -890000 J/16 g = -55625 J/g Agora podemos calcular a massa de gelo combustível necessária para liberar 7,2 MJ de energia: E = m * ΔH 7200000 J = m * (-55625 J/g) m = -7200000 J / (-55625 J/g) = 129,4 g Portanto, precisamos de 129,4 g de gelo combustível para liberar 7,2 MJ de energia. Agora podemos calcular o tempo que essa energia é capaz de manter um painel de LEDs de potência P = 2 kW aceso: E = P * t 7200000 J = 2000 W * t t = 7200000 J / 2000 W = 3600 s = 1 hora Portanto, a alternativa correta é a letra c) 1 hora.