Dissertativa 16 - 2ª Fase - Dia 2 - Unicamp 2026

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Dissertativa

Os carros flex desempenham um papel crucial na mobilidade sustentável no Brasil. Seus motores a combustão permitem o uso de etanol ou gasolina ou mesmo as suas misturas, dando ao consumidor liberdade de escolha conforme o preço e a disponibilidade dos combustíveis. Além disso, o etanol é uma fonte renovável com menor emissão de gases de efeito estufa, contribuindo para a redução do impacto ambiental.

a) No carro flex, há um dispositivo chamado sensor lambda, que ajuda a controlar a relação entre a quantidade de ar e a quantidade de combustível. Essa relação é dada pela estequiometria da reação de combustão. Considere duas situações extremas: um carro usando apenas octano (representando a gasolina) como combustível e outro usando apenas etanol. Em qual situação a relação (quantidade de ar/quantidade de combustível) será maior? Justifique sua resposta matematicamente.

b) Em 2025, o percentual em volume de etanol na gasolina mudou de 27% para 30%. Imagine que se deseje manter o teor de 27% de etanol utilizando a nova gasolina. Para isso, deve-se extrair o etanol da nova gasolina por meio da adição de água, de modo a separar o etanol da mistura (deixando a gasolina com 0% de etanol). Em seguida, deve-se juntar essa gasolina sem álcool a um volume da nova gasolina, para encher completamente o tanque de 60 litros. Calcule o volume mínimo da nova gasolina a ser usado para alcançar êxito. Apresente os cálculos, mostrando claramente cada uma das variáveis.

Dados: Fórmula Molecular: Octano (gasolina): $C_{8} H_{18}$ ; etanol: $C_{2} H_{6} O$

Resolução:

a) No caso da queima dos dois combustíveis o comburente é o gás $O_{2}$ que está presente no ar com teor de 21% , enquanto os outros componentes não são utilizados na reação. Desse modo a comparação das quantidades de ar utilizadas para cada combustível pode ser feita a partir da quantidade de gás $O_{2}$ utilizada.

Relação (R) = quantidade de ar / quantidade de combustível

Equação de combustão completa do etanol

$1 C_{2} H_{6} O + 3 O_{2} \to 2 {CO}_{2} + 3 H_{2} O R = 3 / 1 = 3$

Equação de combustão do octano

$1 C_{8} H_{18} + 25 / 2 O_{2} \to 8 {CO}_{2} + 9 H_{2} O R = (25 / 2) / 1 = 12, 5$

Desse modo, a relação ( R ) quantidade de ar/quantidade de combustível será maior para a gasolina (octano).

b) Volume total ( $V_{T}$ ) da mistura = 60 litros

Tipo de gasolina	Percentual de álcool
$G_{1}$ = Gasolina sem álcool (gasolina pura)	0
$G_{2}$ = Gasolina com 30% de álcool (nova gasolina)	30
$G_{M}$ = Gasolina com 27% de álcool	27

Desse modo, para se obter a gasolina $G_{M}$ deve-se realizar uma mistura das gasolinas $G_{1}$ e $G_{2}$

$G_{1} \cdot V_{1} + G_{2} \cdot V_{2} = G_{M} \cdot V_{T} 0 \cdot V_{1} + 30 \cdot V_{2} = 27 \cdot 60$

$V_{2} = 54 litros$ , logo $V_{1} = 6 litros$

Desse modo, nessa mistura devem ser utilizados 54 litros da nova gasolina $G_{2}$ .

Além disso os 6 litros de gasolina $G_{1}$ foram obtidos a partir da retirada do álcool da nova gasolina $G_{2}$ .

Como o teor de álcool na nova gasolina $G_{2}$ é de 70 %.

$V_{2} \cdot 0, 7 = 6 litros$ , logo $V_{2} = 8, 57 litros$

Desse modo, serão utilizados também 8,57 litros da nova gasolina $G_{2}$ .

Volume total da nova gasolina $G_{2}$ que deverá ser utilizada $= 54 + 8, 57 = 62, 57 L$

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