Proponha uma solução local e sustentável para reciclar 5 000 latas de alumínio (massa por lata 15 g). Inclua…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Proponha uma solução local e sustentável para reciclar 5 000 latas de alumínio (massa por lata 15 g). Inclua análise energética (aquecimento e fusão), equações relevantes e comparação com produção primária.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Resposta-modelo: Massa total = 5 000·15 g = 75 000 g = 75 kg. MAl = 26,98 g·mol?1 ? n ˜ 75 000/26,98 ˜ 2 778 mol. Usar reaçãode passivação: 4Al + 3O2 ? 2Al2O3 (camada). Energia para aquecer de 25?660 °C: Q1 = m·cp·?T = 75 000 g·0,900 J·g?1·K?1·635 K ˜ 42,86 MJ. Entalpia de fusão: ?Hfus(Al)˜10,7 kJ·mol?1 ? Q2 ˜ 2 778·10,7 kJ ˜ 29,73 MJ. Energia total de aquecimento+fusão ˜ 72,6 MJ. Comparação: produção primária requer ~200 MJ·kg?1 ? para 75 kg ˜ 15 000 MJ; reciclagem via fundição local usa muito menos energia. Proposta sustentável: instalar forno de fusão alimentado por coletor solar concentrador e retificador elétrico com filtros para capturar óxidos e condensar vapores; processo: limpeza mecânica ? fusão ? desoxidação/injeção de fluxos ? lingotamento. Benefícios: reduz consumo de energia e emissões de CO2, evita extrair Al2O3 por mineração, diminui geração de resíduo local. Para segurança, incluir controle de emissão (scrubber) e reciclagem de escórias; custo-benefício localiza investimento inicial no coletor solar, reduz custo energético e pegada carbônica comparada à produção primária.
Explicação
A solução proposta apresenta uma abordagem prática e sustentável para reciclar latas de alumínio, demonstrando a viabilidade energética do processo em comparação com a produção primária. A análise energética detalha os requisitos de aquecimento e fusão, evidenciando a economia de energia significativa. Além disso, a proposta de um forno alimentado por energia solar e o uso de tecnologias para controle de emissões reforçam a sustentabilidade e a redução do impacto ambiental.
Raio-X da questão
reciclagem de alumínio
avaliacao
processos de reciclagem · reações químicas
Revisar os processos de reciclagem e suas vantagens energéticas.
O aluno pode falhar ao não considerar a eficiência energética da reciclagem em comparação com a produção primária, subestimando os benefícios ambientais.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cotidiano
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