Considere o metabolismo da glicose para água e dióxido de carbono a
:
As mudanças seguintes são para a combustão de 1 mol de glicose a partir de dados calorimétricos,
e
. Quanta variação de energia pode ser extraída como trabalho? o que isso significa?
Passo 1
Beleza, então a gente tem a reação de combustão da glicose a 25°C, com as variações de energia interna (ΔU) e entropia (ΔS) fornecidas. Vamos usar a Termodinâmica, mais especificamente a Energia Livre de Gibbs, pra descobrir quanta energia a gente pode extrair como trabalho dessa reação.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula da Energia Livre de Gibbs (ΔG), que nos mostra a quantidade máxima de energia disponível pra realizar trabalho sem levar em conta mudanças de volume (trabalho não-PV):
Onde:
- ΔG é a variação da Energia Livre de Gibbs
- ΔU é a variação da energia interna
- T é a temperatura absoluta (em Kelvin)
- ΔS é a variação da entropia
Passo 3
Agora, vamos pegar os valores que a gente tem:
- ΔU = -2801,3 kJ/mol
- ΔS = 260,7 J/(K·mol)
Mas olha só, as unidades de ΔS estão em J, e ΔU está em kJ. Pra deixar tudo certinho, vamos converter ΔS pra kJ:
Passo 4
A temperatura tá em 25°C, mas a fórmula pede em Kelvin. A gente converte assim:
Passo 5
Agora, substituímos tudo na fórmula da Energia Livre de Gibbs:
Passo 6
O resultado deu ΔG = -2879 kJ/mol. Esse valor negativo indica que a reação libera energia, ou seja, é exotérmica. A quantidade de energia que dá pra extrair como trabalho é justamente esse valor de -2879 kJ/mol.
Resposta
A variação de energia que pode ser extraída como trabalho é de aproximadamente
. Isso significa que, na combustão de 1 mol de glicose, até 2879 kJ de energia podem ser aproveitados para realizar trabalho útil.