O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada ate -198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.
MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).
No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
O conceito avaliado é a primeira lei da termodinâmica e o armazenamento de energia por meio de trabalho realizado sobre um sistema.
No processo descrito, a energia elétrica excedente é utilizada para realizar trabalho sobre o nitrogênio gasoso durante sua liquefação. Liquefazer um gás exige compressão intensa e remoção de calor — ou seja, é necessário realizar trabalho sobre o gás para diminuir sua energia interna e mudar seu estado físico. Essa energia fica armazenada no nitrogênio líquido na forma de energia potencial termodinâmica (diferença de entalpia entre os estados gasoso e líquido).
A expansão e a ebulição do nitrogênio líquido, ao contrário, correspondem à recuperação da energia armazenada — não ao armazenamento em si. O nitrogênio absorve calor do ambiente, entra em ebulição, expande-se e aciona turbinas, convertendo energia mecânica em elétrica.
A remoção de água e \text{CO}_2 é apenas uma etapa preparatória para o resfriamento, sem papel direto no armazenamento energético. A liberação de calor durante a liquefação representa energia dissipada para a vizinhança, não energia armazenada.
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