Por meio dos balanços de massa apropriados, estabeleça se os processos listados a seguir são sistemas abertos ou fechados:
O ciclo completo do carbono na Terra
O ciclo completo do carbono na Terra
Passo 1
O enunciado pede para classificarmos o “ciclo completo do carbono na Terra” como sistema aberto ou sistema fechado, usando balanços de massa. O conteúdo teórico envolve a definição de sistemas em engenharia de processos:
- Sistema aberto: há fluxo de massa atravessando a fronteira
ou . - Sistema fechado: não há fluxo de massa atravessando a fronteira
e .
Passo 2
Definimos o sistema como “todo o carbono da Terra” — ou seja, atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera unificados. A fronteira do sistema é o envoltório do planeta, sem incluir espaço extra-terrestre.
Passo 3
Escrevemos o balanço de massa genérico para o carbono
Para sabermos se o sistema é fechado, verificamos se existem fluxos de entrada ou saída de carbono pela fronteira (atmosfera ao espaço, por exemplo).
Passo 4
Na prática, o fluxo de carbono saindo da Terra para o espaço é desprezível (pequenas perdas por escape atmosférico e impacto de meteoritos), e não há aporte significativo de carbono de fora do planeta. Ou seja,
Passo 5
Como não há fluxo de massa de carbono atravessando a fronteira da Terra em escala relevante, o balanço reduz-se a
quando consideramos o ciclo como um todo.
Resposta
O ciclo completo do carbono na Terra é classificado como um sistema fechado.