6- Os nutricionistas estão interessados no uso da energia pelo corpo humano, que pode ser considerado um sistema termodinâmico. Existem calorímetros construídos para acomodar uma pessoa, a fim de medir (sem matá-la) a sua produção líquida de energia. Suponha que, durante uma experiência, uma pessoa produz 622 kJ de trabalho numa bicicleta ergométrica, e perde 82 kJ de energia sob a forma de calor. Qual é a variação de enrgia interna da pessoa? Despreze qualquer perda de massa por transpiração.

Passo 1

O enunciado nos coloca a pessoa como um sistema termodinâmico e pede a variação de energia interna \Delta U. O conteúdo aqui é a primeira lei da termodinâmica, que diz que
\Delta U = Q - W
onde Q é o calor recebido pelo sistema e W é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 2

Identificamos as trocas de energia e atribuímos o sinal adequado:
  • A pessoa perde 82 kJ de energia na forma de calor, logo Q = -82 kJ.
  • A pessoa produz 622 kJ de trabalho sobre a bicicleta, logo W = +622 kJ.

Passo 3

Substituímos esses valores na primeira lei:
\Delta U = Q - W = (-82\\ \text{kJ}) - (622\\ \text{kJ}) = -704\\ \text{kJ}.

Passo 4

O resultado negativo indica que a energia interna da pessoa diminuiu em 704 kJ durante a experiência.

Resposta

A variação de energia interna da pessoa é -704\\ \text{kJ}.

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