No âmbito da agricultura inteligente (ou smart farming), aposta-se na hidroponia, uma técnica de cultivo de espécies vegetais que não necessita de solo e em que se usam ferramentas tecnológicas.
Esta forma de cultivo mais sustentável pode ser implantada em meio urbano, permite economizar água e reforça a segurança alimentar.
Questão:
Nesta técnica, utilizam-se estações hidropónicas constituídas por várias unidades.
Uma determinada unidade hidropónica beneficia de um enriquecimento do ar em dióxido de carbono, $\mathrm{CO}_{2}$, para valores de 800 ppm (em volume). A percentagem de referência de $\mathrm{CO}_{2}$ no ar é $0,038 \%$ (em volume).
Admita que o volume de ar da unidade hidropónica é $3,0 \mathrm{~dm}^{3}$ e que, nas condições de pressão e temperatura desta unidade, o volume molar é $24,0 \mathrm{~dm}^{3} \mathrm{~mol}^{-1}$.
Calcule o aumento da quantidade de $\mathrm{CO}_{2}$, na unidade hidropónica, caso se proceda ao referido enriquecimento do ar em $\mathrm{CO}_{2}$, nas condições de pressão e temperatura indicadas.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
1) Cálculo do volume de $\mathrm{CO}_{2}$ nas condições de referência.
Para os $3,0 \mathrm{~dm}^{3}, 0,038 \%$ é de $\mathrm{CO}_{2}$, logo $\frac{0,038}{100} \times 3,0=1,14 \times 10^{-3} \mathrm{~dm}^{3}$
2) Cálculo do volume de $\mathrm{CO}_{2}$ no ar enriquecido.
$\frac{800 \mathrm{~dm}^{3}}{10^{6} \mathrm{~dm}^{3}}=\frac{V}{3,0 \mathrm{~dm}^{3}} \Leftrightarrow V=2,40 \times 10^{-3} \mathrm{~dm}^{3}$
3) Cálculo do aumento da quantidade de $\mathrm{CO}_{2}$.
Existem, no ar enriquecido, mais $V_{\text {aum. }}=2,40 \times 10^{-3}-1,14 \times 10^{-3}=1,26 \times 10^{-3} \mathrm{~dm}^{3}$. Este aumento representa, em quantidade:
$\frac{1 \mathrm{~mol}}{24,0 \mathrm{~dm}^{3}}=\frac{n}{V_{\text {aum. }}} \Leftrightarrow n=5,3 \times 10^{-5} \mathrm{~mol}$
Fonte: Lucas Campos