ENEM 2000 — questão 12 de Física
Enunciado em texto
A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear.
[Esquema: à esquerda, o reator, um recipiente com “Água” embaixo, “Vapor” em cima e as “Pilhas nucleares” (barras verticais) mergulhadas na água. Um tubo leva o vapor do alto do reator até a “Turbina”, que está ligada por um eixo ao “Gerador”; do gerador saem fios para uma torre de transmissão. Abaixo da turbina fica o “Condensador”, atravessado por uma serpentina. Do condensador, uma “Bomba d’água” devolve a água ao reator. Outra “Bomba d’água” puxa água do “Rio” (setas indicam a correnteza) e a faz passar pela serpentina do condensador, devolvendo-a depois ao rio.]
A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações:
I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina.
II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica.
III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator.
Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s):
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) II e III.
(Enunciado e figura: ENEM 2000, prova 1 – Amarela — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: seguir a energia pelo esquema da usina e julgar cada afirmação.
Passo 1 — o caminho da energia: energia nuclear (fissão nas pilhas) → energia térmica (a água ferve) → energia do vapor sob alta pressão → energia cinética de rotação da turbina → energia elétrica no gerador.
Passo 2 — afirmação I: correta. É exatamente o começo do caminho: o calor da fissão ferve a água, e o vapor a alta pressão empurra as pás da turbina.
Passo 3 — afirmação II: correta. A turbina gira e está presa ao mesmo eixo do gerador. No gerador, a rotação faz bobinas e ímãs se moverem uns em relação aos outros, e a indução eletromagnética transforma essa energia cinética em energia elétrica.
Passo 4 — afirmação III: errada. O condensador faz o contrário de pré-aquecer: ele resfria o vapor que saiu da turbina, usando a água fria do rio que passa pela serpentina. O vapor perde calor, volta a ser líquido (condensa) e só então é bombeado de volta ao reator. O calor retirado vai para o rio, e é por isso que a usina aquece a água do rio (a poluição térmica da questão 11).
Por que o condensador é necessário: uma máquina térmica só transforma calor em trabalho se tiver uma fonte quente (o reator) e uma fonte fria (o rio). Sem resfriar o vapor depois da turbina, ele não teria para onde expandir, e a turbina não giraria.
⚠️ A armadilha: a palavra “condensador” lembra só “água voltando ao reator” e a III parece completar a história. Mas condensar vapor é tirar calor dele; quem aceita a III cai na (E).
A ideia em uma frase: fissão vira calor, calor vira vapor, vapor gira a turbina, a turbina gira o gerador — e o condensador esfria o vapor, devolvendo o calor que sobra ao rio.
Resposta: alternativa D (I e II).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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