Exercício 02 - Sim, toneladas de
! Um automóvel realmente poderia emitir 7 toneladas de dióxido de carbono em um ano? Faça um cálculo para provar ou negar isso. Declare todas as suposições que você fez.
Passo 1
O enunciado pede que eu verifique se é plausível que um automóvel emita
toneladas de
em um ano. Vou listar as informações que precisamos e todas as suposições que vou usar (depois eu justifico e uso essas suposições nas contas):
- Precisamos relacionar combustível queimado com
emitido. - Vou trabalhar com gasolina como caso principal (faço depois uma checagem rápida para diesel).
- Valores assumidos (declaro explicitamente):
- Densidade da gasolina:
. - Fração de massa de carbono na gasolina:
(ou seja, da massa do combustível é carbono). - Conversão de massa de carbono para dióxido de carbono: cada
de carbono vira de ao queimar. - Valores típicos de uso anual e consumo de combustível para exemplos: consumo típico
e quilometragem típica . Vou também considerar consumos alternativos e para ver variações. - Para diesel usarei densidade
e mesma fração de carbono (aproximação comum).
- Densidade da gasolina:
- A pergunta principal é binária: “Um automóvel realmente poderia emitir
toneladas de em um ano?” — ou seja, calcular se é plausível e em que condições.
A partir daqui eu uso essas suposições para calcular passo a passo.
Passo 2
Conceito e fórmula básica: para achar a massa de
emitida a partir do volume de combustível queimado, sigo estes passos e explico os símbolos:
- Seja
o volume de combustível queimado em litros ( ). - A massa de combustível é
, com a densidade ( ). - A massa de carbono contida é
. Aqui é uma fração adimensional. - Ao oxidar, cada quilograma de carbono vira
quilogramas de (porque a massa molecular de é e a do carbono é ). Então a massa de é
- Podemos definir um fator de emissão por litro
(massa de emitida por litro de combustível):
logo
Eu vou calcular
para gasolina com os números assumidos.
Passo 3
Cálculo do fator de emissão por litro para gasolina (usar os números que declarei):
Logo
Faço a conta passo a passo: primeiro a massa de carbono por litro
Multiplicando pela razão
:
Para arredondar convenientemente uso
. Isso está de acordo com tabelas-padrão (valores comerciais costumam citar
–
).
Passo 4
Calculo um exemplo típico: quanto um carro médio emite por ano?
- Consumo típico:
. - Quilometragem típica:
.
Volume de combustível anual:
Massa de
anual:
Interpretação: um carro médio nesses parâmetros emite cerca de
toneladas de
por ano — bem abaixo de
toneladas.
Passo 5
Pergunta inversa: quantos litros/quilômetros seriam necessários para chegar a
toneladas?
- Quero
. Com , o volume exigido é
Para transformar isso em quilometragem necessária dependendo do consumo
:
Faço para alguns consumos comuns:
- Se
:
- Se
:
- Se
:
Conclusão: para um carro a gasolina, atingir
t/ano exige rodar dezenas de milhares de quilômetros por ano (tipicamente
–
dependendo do consumo).
Passo 6
Checagem rápida para diesel (porque alguns carros são a diesel):
- Com
e temos
Para
,
Distância necessária com
:
Ou seja, para diesel a quilometragem exigida é um pouco menor, mas ainda da ordem de
–
para chegar a
t/ano.
Passo 7
Interpretação prática e exemplos para sentir a plausibilidade (tom descontraído de colega):
- Para um motorista “médio” (
, ) a emissão é t ano. Ou seja, muito abaixo de t. - Para um motorista que roda MUITO (por exemplo taxista, caminhões leves, entregador interurbano, viagens constantes), quilometragens como
- são plausíveis. Nessas condições um carro pode perfeitamente emitir t/ano ou mais. Ex.: a dá exatamente t/ano para gasolina. - Para veículos muito beberrões (consumo alto) ou para uso intensivo,
t/ano é totalmente alcançável. Para uso urbano e rotineiro de um condutor médio, não é típico.
Resposta
Não é típico para um carro de uso médio: um carro a gasolina com
e
emite
. Entretanto, é plenamente possível chegar a
se o carro rodar muito (por exemplo,
a
ou
a
); para diesel o ponto de equilíbrio fica em torno de
a
.