Exercício 5.2 · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2022

5. 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.

5.1. No processo de fotossíntese, as plantas não necessitam de absorver radiação em todo o espectro da luz visível. A clorofila a, nos cloroplastos das plantas, absorve fundamentalmente radiação com comprimentos de onda de 430 nm e de 660 nm.

Em hidroponia, utilizam-se circuitos com associações de vários LED, que emitem, cada um deles, radiação com um dos comprimentos de onda referidos anteriormente.

Na Figura 6, representam-se curvas características de dois tipos de LED, X e Y, que poderão ser utilizados em iluminação em estações hidropónicas.

5.2. Nesta técnica, utilizam-se estações hidropónicas constituídas por várias unidades.

Uma determinada unidade hidropónica beneficia de um enriquecimento do ar em dióxido de carbono, $\text{CO}_2$, para valores de $800\text{ ppm}$ (em volume). A percentagem de referência de $\text{CO}_2$ no ar é $0{,}038\%$ (em volume).

Admita que o volume de ar da unidade hidropónica é $3{,}0\text{ dm}^3$ e que, nas condições de pressão e temperatura desta unidade, o volume molar é $24{,}0\text{ dm}^3\text{ mol}^{-1}$.

Calcule o aumento da quantidade de $\text{CO}_2$, na unidade hidropónica, caso se proceda ao referido enriquecimento do ar em $\text{CO}_2$, nas condições de pressão e temperatura indicadas.

Apresente todos os cálculos efetuados.