EXC083. (Unicamp) “Gelo combustível” ou “gelo de fogo” é como são chamados os hidratos de metano que se formam a temperaturas muito baixas, em cond...

Para resolver esse problema, precisamos utilizar a fórmula da energia liberada pela combustão completa de uma substância: E = m * ΔH Onde E é a energia liberada, m é a massa da substância e ΔH é a variação de entalpia da reação de combustão. No enunciado, é dito que a energia liberada pela combustão completa de uma certa massa de gelo combustível é igual a E = 7,2 MJ. Precisamos calcular a massa de gelo combustível que libera essa quantidade de energia. Para isso, precisamos conhecer a variação de entalpia da reação de combustão do metano, que é o principal componente do gelo combustível. Essa reação é dada por: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O A variação de entalpia dessa reação é igual a ΔH = -890 kJ/mol. Podemos calcular a massa de metano que libera 7,2 MJ de energia da seguinte forma: 7,2 MJ = m * (-890 kJ/mol) m = -7,2 MJ / (-890 kJ/mol) m = 8,09 mol Agora, precisamos calcular a massa de gelo combustível que contém essa quantidade de metano. A fórmula química do hidrato de metano é CH4.5.5H2O, o que significa que cada molécula de hidrato de metano contém 1 mol de metano e 5,5 mols de água. Assim, a massa de gelo combustível que contém 8,09 mol de metano é dada por: m = 8,09 mol * (16 g/mol + 5,5 * 18 g/mol) m = 8,09 mol * 106 g/mol m = 858 g Agora que conhecemos a massa de gelo combustível que libera 7,2 MJ de energia, podemos calcular quanto tempo essa energia é capaz de manter aceso um painel de LEDs de potência P = 2 kW. A energia consumida pelo painel de LEDs em um intervalo de tempo t é dada por: E = P * t Isolando t, temos: t = E / P Substituindo os valores, temos: t = 7,2 MJ / 2 kW t = 3600 s Portanto, a energia liberada pela combustão completa de 858 g de gelo combustível é capaz de manter aceso um painel de LEDs de potência 2 kW por um intervalo de tempo igual a 3600 segundos, o que corresponde a 1 hora. A alternativa correta é a letra c).