Foram realizados experimentos em um calorímetro contendo 100 mL de água, utilizando as mesmas massas de feijão, arroz e carne. A temperatura inicial da água em todos os experimentos foi de 23^{\circ} \mathrm{C}, e as temperaturas finais observadas estão apresentadas na tabela a seguir:
Alimento Temperatura inicial \left({ }^{\circ} \mathbf{C}\right) Temperatura final \left({ }^{\circ} \mathbf{C}\right)
Feijão 23 38
Arroz 23 32
Carne 23 31
Qual dos alimentos é o mais calórico? Justifique a sua resposta através de cálculos de quantidade de calor. Dado: c_{\text {água }}=1,0 \mathrm{cal} / \mathrm{g}^{\circ} \mathrm{C}á.

Passo 1

O enunciado envolve um calorímetro com 100\\ \mathrm{mL} de água (equivalente a 100\\ \mathrm{g}), onde adicionamos massas iguais de feijão, arroz e carne. A temperatura inicial da água foi \,23^\circ\mathrm{C} em todos os casos, e as temperaturas finais são 38^\circ\mathrm{C}, 32^\circ\mathrm{C} e 31^\circ\mathrm{C}, respectivamente. O conteúdo da matéria é calorimetria, e vamos usar a fórmula
Q = m_{\text{água}}\,c_{\text{água}}\,\Delta Táá
para calcular a quantidade de calor cedida pelo alimento (que é recebida pela água).

Passo 2

Calcular a variação de temperatura \Delta T da água para cada alimento:
\Delta T_{\text{feijão}} = 38 - 23 = 15\\ ^\circ\mathrm{C},ã
\Delta T_{\text{arroz}} = 32 - 23 = 9\\ ^\circ\mathrm{C},
\Delta T_{\text{carne}} = 31 - 23 = 8\\ ^\circ\mathrm{C}.

Passo 3

Calcular o calor Q absorvido pela água em cada caso, usando m_{\text{água}}=100\\ \mathrm{g}á e c_{\text{água}}=1{,}0\\ \mathrm{cal/g}^\circ\mathrm{C}á:
Q_{\text{feijão}} = 100 \times 1{,}0 \times 15 = 1500\\ \mathrm{cal},ã
Q_{\text{arroz}} = 100 \times 1{,}0 \times 9 = 900\\ \mathrm{cal},
Q_{\text{carne}} = 100 \times 1{,}0 \times 8 = 800\\ \mathrm{cal}.

Passo 4

Como usamos a mesma massa de cada alimento, a quantidade de calor cedida é proporcional ao conteúdo calórico. Logo, o alimento que liberou mais calor é o mais calórico.

Resposta

O feijão é o mais calórico, pois cedeu 1500\\ \mathrm{cal}, valor superior aos 900\\ \mathrm{cal} do arroz e 800\\ \mathrm{cal} da carne.

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