Questão 123 — ENEM 2017 PPL

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Biologia (Ecologia — Ciclo do Carbono e Fixação Fotossintética), com apoio de Matemática (proporcionalidade/regra de três)
• ⚡ Nível: Médio — não exige fórmulas complexas, mas demanda extrair corretamente vários dados numéricos do texto e encadear três proporções sucessivas sem trocar a ordem das operações.
• 🎯 Tema/Habilidade: Ciclo do carbono, fixação de CO2 pela biomassa vegetal e impacto ambiental de combustíveis — avalia a interpretação de fenômenos naturais por meio de grandezas proporcionais.
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Descubra quantos litros de gasolina, ao serem queimados, liberam a mesma massa de CO2 que uma árvore de eucalipto de 11 anos consegue fixar."
• Palavras-chave decisivas: 50% de sua biomassa seca, 12 g de carbono... 44 g de CO2, 106 kg, dos quais 29 kg são água
• Armadilha típica: usar os 106 kg totais da árvore sem descontar a água, ou esquecer de aplicar o percentual de 50% referente ao carbono — dois "atalhos" que geram exatamente duas das alternativas erradas.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de filtrar dados relevantes em um texto denso e converter massa total → massa seca → massa de carbono → massa de CO2 → volume de combustível, sem pular nenhuma etapa proporcional.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Biomassa seca: massa do organismo vegetal descontada a água que ele contém; é nela que está concentrada a matéria orgânica e, portanto, o carbono fixado.
• Fixação de carbono (fotossíntese): processo pelo qual a planta incorpora o carbono do CO2 atmosférico em compostos orgânicos (celulose, lignina etc.), retendo-o em seus tecidos.
• Proporção 12 g C : 44 g CO2: reflete a relação entre a massa molar do carbono (12 g/mol) e a do CO2 (44 g/mol) — como cada molécula de CO2 carrega exatamente 1 átomo de carbono, essa é a "taxa de câmbio" entre carbono fixado e CO2 removido da atmosfera.
• Regra de três simples: ferramenta usada duas vezes na questão — primeiro para converter massa de carbono em massa de CO2, depois para converter massa de CO2 em volume de gasolina equivalente.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "após 11 anos essa árvore pode ter a massa de 106 kg, dos quais 29 kg são água" → a massa que interessa ao cálculo é a massa seca: 106 − 29 = 77 kg.
• Evidência 2: "a quantidade de carbono fixada... corresponde a aproximadamente 50% de sua biomassa seca" → metade dos 77 kg é carbono puro fixado.
• Evidência 3: "para cada 12 g de carbono fixados, 44 g de CO2 são retirados da atmosfera" → fator fixo de conversão entre massa de carbono e massa de CO2 removida.
• Evidência 4: "na queima de 1 litro desse combustível são liberados cerca de 2 kg de CO2" → fator de conversão entre volume de gasolina e massa de CO2 emitida (o percentual de 22% de álcool anidro já está embutido nesse dado; é contexto, não entra diretamente na conta).
• Síntese: o caminho é calcular quanto CO2 a árvore fixa (evidências 1, 2 e 3) e depois "traduzir" essa massa em litros de gasolina equivalentes usando a evidência 4.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Massa seca e massa de carbono fixado

Massa seca da árvore = 106 kg − 29 kg = 77 kg

Carbono fixado = 50% × 77 kg = 38,5 kg = 38 500 g

Subpasso 4.2 — Convertendo carbono fixado em CO2 retirado da atmosfera

Usando a proporção 12 g C : 44 g CO2:

38 500 g C × (44 g CO2 ÷ 12 g C) ≈ 141 166,7 g CO2 ≈ 141,2 kg de CO2 fixados pela árvore

Subpasso 4.3 — Convertendo a massa de CO2 fixada em volume equivalente de gasolina

Cada litro de gasolina libera 2 kg de CO2, logo:

Volume = 141,2 kg ÷ 2 kg/L ≈ 70,6 L

Arredondando para o valor mais próximo entre as alternativas, chega-se a 71 L, que corresponde exatamente à alternativa C.

Subpasso 4.3 — Verificação

Refazendo em cadeia única: 77 × 0,5 × (44 ÷ 12) ÷ 2 = 77 × 0,5 × 3,667 ÷ 2 ≈ 70,58 ≈ 71 L. ✓ Nenhuma outra alternativa fica tão próxima do valor calculado, confirmando que o resultado bate com a opção C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 19 L.

❌ Incorreta: valor obtido por quem calcula corretamente o carbono fixado (38,5 kg), mas esquece a conversão estequiométrica 12 g C → 44 g CO2, tratando a massa de carbono como se já fosse a massa de CO2 (38,5 ÷ 2 ≈ 19,25 L). Ignora que carbono e CO2 têm massas molares diferentes.

B) 39 L.

❌ Incorreta: resulta de quem usa a massa seca inteira (77 kg) diretamente como massa de CO2, sem aplicar nem os 50% de carbono nem a proporção 12:44 (77 ÷ 2 = 38,5 ≈ 39 L). Pula duas etapas essenciais do raciocínio em uma única conta apressada.

C) 71 L.

✅ Correta: aplica corretamente as três etapas — desconto da água (77 kg de massa seca), o percentual de 50% de carbono fixado (38,5 kg) e a conversão estequiométrica para CO2 (≈141,2 kg) —, chegando a ≈70,6 L, arredondado para 71 L.

D) 97 L.

❌ Incorreta: valor obtido por quem não desconta a massa de água e usa os 106 kg totais como se fossem massa seca (106 × 0,5 × 44/12 ÷ 2 ≈ 97,2 L). O erro está em ignorar que parte significativa da massa da árvore não é matéria orgânica.

E) 141 L.

❌ Incorreta: corresponde a quem desconta corretamente a água (77 kg) e aplica a proporção 12:44, mas esquece de aplicar o percentual de 50% referente à fração de carbono na biomassa seca, tratando toda a massa seca como se fosse carbono puro (77 × 44/12 ÷ 2 ≈ 141,2 L).

🏆 Gabarito: C — dos 106 kg da árvore, apenas 77 kg são massa seca; metade disso (38,5 kg) é carbono fixado, o que equivale a ≈141,2 kg de CO2 retirado da atmosfera — quantidade liberada pela queima de aproximadamente 71 litros da gasolina descrita.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só a alternativa C preserva as três etapas de conversão (massa seca → carbono → CO2 → volume) sem pular nenhuma proporção; qualquer atalho no meio do caminho conduz a um dos outros quatro valores.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorrentemente cobra "cadeias de proporcionalidade" em contextos ambientais (pegada de carbono, sequestro de CO2, matriz energética), exigindo que o estudante encadeie duas ou três regras de três seguidas a partir de dados embutidos no próprio texto.
• Generalização: em questões com múltiplos fatores de conversão, escreva a "trilha" de unidades antes de calcular (kg total → kg seco → kg carbono → kg CO2 → L de combustível); isso evita pular ou inverter alguma etapa.
• Dica de eliminação rápida: se o resultado encontrado não corresponder a nenhuma alternativa, desconfie de que esqueceu de descontar a água ou de aplicar o percentual de 50% — são as duas pegadinhas centrais da questão, responsáveis pelas alternativas D e E.
• Conexões: o mesmo raciocínio aparece em questões sobre pegada de carbono, créditos de carbono e comparação entre matrizes energéticas (etanol × gasolina), sempre testando proporcionalidade aplicada a fenômenos ambientais.