Questão 2 Unicamp 2024 - 2ª fase - dia 2

a) O ganho total de calor decorrente do aquecimento global, de acordo com a figura, foi de 381 ZJ entre 2006-2020. Ainda em concordância com a ilustração, 4% (ou 0,04) desse ganho calorífico foi absorvido pela criosfera, ou seja, pelas áreas de água congelada. Assim, o calor recebido por essas geleiras no período ($q_{criosfera}$) é dado por:

$q_{criosfera }= 0,04.381 = \boxed{15,24 ZJ ou 15,24.{10}^{21} J}$

Considerando o contexto, infere-se que este calor tenha sido totalmente utilizado para promover o derretimento de água da criosfera. Nesse sentido, considerando a entalpia de fusão da água sendo 3,3 ×10⁵ J/kg, a massa de água derretida da criosfera e, consequentemente, acrescida aos oceanos ($m_{acrescida}$) é dada por

$$\begin{gathered} 3,3 . {10}^5 J ---- 1 kg de água \\ 15,24 .{10}^{21} J ---- m_{acrescida} \\ {m}_{acrescida} = 4,61.{10}^{16} \mathrm{kg} \\ \boxed{{\mathbf{m}}_{\mathbf{a}\mathbf{c}\mathbf{r}\mathbf{e}\mathbf{s}\mathbf{c}\mathbf{i}\mathbf{d}\mathbf{a}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{4}\mathbf{,}\mathbf{61}\mathbf{.}{\mathbf{10}}^{\mathbf{13}}\mathbf{ }\mathit{t}\mathit{o}\mathit{n}\mathit{e}\mathit{l}\mathit{a}\mathit{d}\mathit{a}\mathit{s}} \end{gathered}$$

Obs.: é importante ressaltar que, em virtude da ausência de dados sobre a temperatura inicial média da criosfera, a inferência feita na resolução tomou como premissa que o gelo presente na criosfera estaria a 0°C e, portanto, não haveria troca de calor sensível, somente calor latente seria trocado na fusão. Por isso, todo o calor absorvido pela criosfera foi relacionado à fusão. 

Conforme indicado pela figura, 89% do ganho total de calor da foi transferido para o oceano o qual sofreu aumento da temperatura ($∆\theta$) decorrente da energia recebida (calor sensível). O calor sensível ($q_{oceano}$) relaciona-se com o aumento de temperatura pela equação empírica

$q_{oceano} = m_{oceano}.c_{água}.∆\theta$

em que $m_{oceano}$ é a massa de água dos oceanos e $c_{água}$ é o calor específico da água. Portanto, tem-se

$$\begin{gathered} q_{oceano} = m_{oceano}.c_{água}.∆\theta \\ 0,89.381.{10}^{21} = 1,4.{10}^{21}.4180.∆\theta \\ \boxed{\mathbf{∆}\mathbf{\theta }\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{0579}\mathbf{ }\mathbf{°}\mathbf{C}} \end{gathered}$$

b) O ganho total extra de energia no planeta ocorreu em virtude do aquecimento global. Este fenômeno consiste na intensificação do efeito estufa por ações antrópicas.    
O efeito estufa consiste na retenção de parte da radiação infravermelha “refletida” pela Terra. O Sol emite radiação principalmente na região do ultravioleta e esta radiação atinge o planeta. Quando ela é emitida, parte desses raios retornam ao espaço, entretanto, uma outra parte fica retida na atmosfera terrestre pelos chamados gases de efeito estufa, conforme ilustrado no esquema abaixo:

Embora seja um fenômeno natural e essencial para a existência de vida no planeta, este tem sido intensificado pelo elevado aumento nas emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, fenômeno este denominado aquecimento global, o qual explica o ganho total extra de energia no planeta. 
Os principais gases de efeito estufa são: $C{O}_2$, $C{H}_4$e $N_{2}O$, os quais são emitidos por diferentes práticas, as quais configuram as causas do aquecimento global. Dentre elas, cabe citar a queima de combustíveis fósseis e a atividade pecuária.     
Os combustíveis fósseis, derivados do petróleo, carvão mineral, entre outros são constituídos por moléculas que contém átomos de carbono e outros elementos. Assim, em sua queima para geração de energia ocorre a liberação do dióxido de carbono ($C{O}_2$) contribuindo para o aquecimento global.     
Com relação à atividade pecuária, o gado criado em grande quantidade são espécies de ruminantes, os quais liberam metano ($C{H}_4$) em seu processo de digestão na maior parte por eructações após a ação de bactérias anaeróbias presentes no rúmen dos animais e, minoritariamente por flatulências conforme ilustrado na figura a seguir:

Fonte:https://profissaobiotec.com.br/emissao-metano-na-pecuaria-biotecnologia-pode-ajudar/

Assim, a atividade figura uma das principais causas do aquecimento global e, portanto, do aumento energético no planeta.