Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c04
O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até −198 ∘C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.
No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
expansão do nitrogênio durante a ebulição.
absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação.
Explicação Oficial / Explicações da Comunidade
A questão aborda o armazenamento de energia excedente do sistema elétrico por meio da liquefação do nitrogênio atmosférico. O processo descrito utiliza a energia elétrica excedente para realizar trabalho sobre o nitrogênio gasoso, comprimindo-o e resfriando-o até que se liquefaça. Essa energia é armazenada na forma de energia potencial (mudança de fase) e pode ser recuperada posteriormente quando o nitrogênio líquido é aquecido e se expande, movimentando turbinas. Portanto, a alternativa correta é a que afirma que o excedente de energia elétrica é armazenado pela realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
A alternativa que menciona a expansão do nitrogênio durante a ebulição está incorreta, pois essa etapa corresponde à recuperação da energia armazenada, não ao armazenamento. A absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição também se refere à recuperação, não ao armazenamento. A retirada de água e gás carbônico é uma etapa de purificação do ar, não relacionada ao armazenamento de energia. A liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação é uma consequência do processo, mas não é a forma como a energia é armazenada; a energia é armazenada pelo trabalho realizado sobre o gás.