QUÍMICA 12.º ANO UNIDADE 2 COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE 12.º A

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1 QUÍMICA 12.º ANO UNIDADE 2 COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE 12.º A 14 de Janeiro de 2011

2 2 Combustíveis fósseis

3 O que são combustíveis fósseis? 3 Substâncias formadas, em tempos geológicos recuados, por fossilização de matéria orgânica e que se podem combinar com o oxigénio, libertando energia com elevação da temperatura. Na sua formação intervêm factores como a pressão, o calor, o tempo e a acção de bactérias anaeróbicas. Estado Sólido Carvão Estado Líquido Petróleo Estado Gasoso Gás Natural Como recursos naturais não renováveis, os combustíveis fósseis encontram-se próximo do seu esgotamento. No entanto, constituem o recurso energético mais utilizado pelo Homem. Cerca de 75% da energia consumida a nível mundial provém dos combustíveis fósseis.

4 4 Revolução Industrial

5 As Revoluções Industriais 5 No século XVIII o carvão era a fonte de energia mais utilizada, tendo servido de base à 1.ª Revolução Industrial e, posteriormente, aos transportes (navegação e comboios a vapor). No final do século XIX, a queima do carvão começou a ser utilizada para a produção de electricidade (centrais termoeléctricas). No século XX o petróleo e o gás natural tornam-se combustíveis essenciais para a humanidade, superando o carvão e permitindo uma 2.ª Revolução Industrial. Carvão Revolução Industrial Petróleo e Gás Natural

6 6 Carvão

7 Origem do carvão 7 Período Carbónico (5.º Período da Era Paleozóica), há cerca de 300 milhões de anos.

8 Formação do carvão 8 Ao fim de milhares de anos, folhas, raízes, troncos e árvores caíam nos pântanos onde a água os protegia impedindo que reagissem com o oxigénio. Material fibroso, onde é perfeitamente visível a estrutura vegetal, de cor castanha ou negra. São restos de vegetais mortos que se acumulam com uma rapidez maior do que a da destruição desses restos pelas bactérias e outros agentes decompositores.

9 Estádios do carvão 9 A contínua escassez de oxigénio inibe a decomposição por bactérias aeróbicas, o que associado à acção do calor e da pressão exercida pelo espessamento da camada de turfa dá início a processos de transformação desse material em vários tipos de carvões com teores em carbono crescentes. Turfa Lenhite (carvão de pedra) Quanto maior for o teor em carbono, maior será o poder energético dos diferentes tipos de carvão. Hulha (carvão betuminoso) Antracite Teor em Carbono (%) < Poder energético (MJ/kg) < Até 32

10 Extracção do carvão (subterrâneo) 10 Normalmente, as minas de carvão encontram-se a 200 ou 300 metros de profundidade, mas muitas vezes é necessário perfurar poços de 1000 ou mais metros. Quanto mais profunda a jazida de carvão, melhor a qualidade do carvão extraído.

11 Extracção do carvão (superficial) 11 A extracção do carvão a céu aberto quando as minas se encontram próximas da superfície é menos dispendiosa, embora em termos paisagísticos e ambientais seja mais nociva. Neste tipo de extracção também se obtém turfa e lenhite.

12 Transporte do carvão 12 O meio mais adequado é o comboio, mas também se transporta por barco e camião. Vantagens do carvão: Preço Queima relativamente limpa Disponibilidade imediata

13 13 Petróleo

14 Uso do petróleo 14 O século XX marca o início do uso do petróleo refinado, até então usado predominantemente para iluminação. Com o aparecimento dos automóveis e da aviação o petróleo torna-se um combustível mais relevante que o carvão.

15 Formação de hidrocarbonetos 15

16 Formação do petróleo 16 Microorganismos mortos sedimentam-se no fundo do oceano originando um lodo rico em matéria orgânica O petróleo é formado por decomposição anaeróbica de sedimentos orgânicos à base de carbono, em determinadas condições de pressão e temperatura durante milhões de anos. Formações geológicas favoráveis conservaram estes depósitos longe do contacto com a atmosfera, protegendo-os da oxidação. A matéria orgânica num meio pobre em oxigénio sedimenta-se e origina uma rochamãe Os valores elevados de pressão e temperatura exercidos sobre essa máteria orgânica causaram reacções químicas complexas de que resultou o petróleo, associado a outros recursos como o gás natural.

17 Extracção do petróleo 17 O aparecimento do petróleo surge em profundidades que podem variar desde algumas dezenas até centenas ou milhares de metros. De acordo com a profundidade a que se encontra o petróleo e o gás natural torna-se necessário utilizar alta tecnologia na perfuração dos poços e na bombagem para efectuar a extracção propriamente dita tanto em on-shore (em terra) como em off-shore (no mar).

18 Transporte do petróleo 18 O meio mais adequado é o barco (petroleiro), mas também se transporta por camião e pipeline (oleoduto). Vantagens do petróleo: Mais energético Líquido

19 19 Gás Natural

20 Formação do gás natural 20 O gás natural pode ser encontrado em jazidas de petróleo e, muito raramente, em jazidas de carvão. É essencialmente composto por metano (70 a 95%) e etano puros Encontra-se na parte superior das jazidas de petróleo devido à sua baixa densidade.

21 Extracção do gás natural 21 Para além da presença de hidrocarbonetos leves, o gás natural está associado a outros compostos como o azoto, o dióxido de carbono e o sulfureto de hidrogénio, que são eliminados no local de extracção. Como gás tem tendência a subir devido à sua pressão, o que torna o processo de extracção de gás natural num fenómeno natural, associado à extracção de petróleo.

22 Transporte do gás natural 22 O meio mais adequado é o pipeline (gasoduto), mas também se transporta por barco em situações necessárias. Vantagens do gás natural: Baixo impacto ambiental Segurança Queima a temperaturas mais elevadas

23 Formação vs. Profundidade 23

24 24

25 QUÍMICA 12.º ANO UNIDADE 2 COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE 12.º A 14 de Janeiro de 2011

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