Qual a energia disponível para sustentar a atividade muscular e nervosa na combustão de 1 mol de moléculas de glicose nas condições normais a
(a temperatura do sangue).
Dados:
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Dica: Olhar o balanceamento da equação química.
Dados:
Dica: Olhar o balanceamento da equação química.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a energia disponível para sustentar a atividade muscular e nervosa quando 1 mol de glicose é queimada a 37°C, que é a temperatura do sangue. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente entalpia ($ \Delta H
\Delta S $), e a equação da energia livre de Gibbs. Precisaremos entender como combinar esses valores para encontrar a energia disponível.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que cada termo representa:
-
Entalpia ($ \Delta H $): É a quantidade de calor absorvido ou liberado em uma reação a pressão constante. No nosso caso, $ \Delta_{\mathrm{r}} \mathrm{H}^{\circ} = -2.808 , kJ/mol $, o que indica que a reação libera energia (exotérmica).
-
Entropia ($ \Delta S $): Reflete a desordem ou a dispersão de energia no sistema. Aqui, $ \Delta_{\mathrm{r}} \mathrm{S}^{\circ} = +182,4 , J/(K·mol) $, mostrando que a reação aumenta a desordem.
Passo 3
A energia disponível que queremos encontrar é dada pela energia livre de Gibbs ($ \Delta G $), que é calculada pela fórmula:
Onde:
- $ \Delta G $ é a energia livre de Gibbs,
- $ \Delta H $ é a variação de entalpia,
- $ T $ é a temperatura em Kelvin,
- $ \Delta S $ é a variação de entropia.
Passo 4
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que a fórmula exige a temperatura em Kelvin:
Arredondando, podemos usar $ T = 310 , K $ para simplificar.
Passo 5
Agora, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Temos $ \Delta H $ em kJ/mol e $ \Delta S $ em J/(K·mol). Vamos converter $ \Delta H $ para J/mol:
Passo 6
Substituímos os valores na fórmula da energia livre de Gibbs:
Primeiro, calculamos $ T \Delta S $:
Passo 7
Agora, subtraímos esse valor de $ \Delta H $:
Podemos arredondar para:
Resposta
A energia disponível para sustentar a atividade muscular e nervosa é aproximadamente $ -59,5 , kJ/mol $.