Enunciado

A energia liberada pela atividade de um animal denomina=se taxa de metabolismo absal (BMR), sendo uma medidida de conversão de energia de um alimento em outras formasd e energia. Um calorímetro simples destinado a medir a BMR consiste em uma caixa isolada com um termômetro para medir a temperatura do ar. O ar possui densidade igual a 1,20   k g / m 3 e calor específico igual a 1020   J / k g ⋅ K . Um hamster de 50,0   g é colocado em um calorímetro que contém 0,0500   m 3 de ar na temperatura ambiente. a) Quando o hamster corre ao longo de uma roda, a temperatura do ar no interior do calorímetro aumenta 1,6   ° C por hora. Qual é a quantidade de calor produzida em 1 h pelo hamster quando ele está correndo? Suponha que todo esse calor flua para o ar do interior do calorímetro. Despreze o calor que flui para as paredes da caixa e para o termômetro, e suponha que não haja perda de calor para as vizinhanças do sistema. b) Suponha que o hamster converta os grãos ingeridos em calor com uma eficiência de 10% e que o grão ingerido possua um valor alimentício equivalente a 24   J / g . Quantos gramas de alimento o hamster deve ingerir por hora para fornecer essa energia?

Passo 1

a) A questão deu para a gente a variação de temperatura por hora e pede o calor produzido por hora, basta usarmos esses valores na equação de calorimetria junto com a densidade do ar e o volume do calorímetro, considerando que ele todo está preenchido por ar:

Q = m c ∆ T = ρ V c ∆ T

Q = 1,20   k g / m 3 0,0500   m 3 1020   J / k g ⋅ K 1,6   K

Q = 97,9   J

Se considerarmos essa variação por hora de temperatura, o calor transferido por hora pode ser dado em termos de potência:

P = 97,9   J / h

Passo 2

b) Podemos encontrar as gramas de alimento ingerido pelo hamster dividindo o valor do calor produzido pelo valor alimentício do grão:

97,9   J 24   J / g = 4,08   g

E como esses são só os 10% que são convertidos em energia pelo hamster, precisamos multiplicar o valor por 10 para sabermos a quantidade que ele come:

4,08   g × 10 = 40,8   g

Resposta

a   96,9   J / h

b   40,8   g

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