Você deseja tomar um sundae com calda quente, cujo valor alimentício é 900 calorias e, a seguir, subir correndo vários lances de escada para transformar em energia a sobremesa ingerida. Até que altura você terá de subir? Suponha que sua massa seja 60 kg .

Passo 1

Vamos lá! Primeiro, vamos resumir o que o exercício está pedindo e identificar o conteúdo que precisamos usar. Você ingeriu um sundae que contém 900 calorias e quer descobrir até que altura precisa subir escadas para gastar toda essa energia, assumindo que você pesa 60 kg. Vamos utilizar conceitos de energia potencial na física e converter calorias em joules, que são as unidades usadas nesses cálculos.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as calorias alimentares em joules, já que a energia potencial é medida em joules. 1 caloria alimentar equivale a aproximadamente 4184 joules. Então, multiplicamos o valor calórico do sundae por essa conversão.

Passo 3

Agora, usamos a fórmula da energia potencial gravitacional para descobrir a altura que você precisa alcançar. A fórmula é:
Onde:
  • é a energia (em joules)
  • é a massa (em kg)
  • é a aceleração da gravidade (aproximadamente na Terra)
  • é a altura (em metros)
Queremos encontrar , então rearranjamos a fórmula:

Passo 4

Substituímos os valores que temos na fórmula:

Resposta

Você terá que subir aproximadamente 6.405 metros para transformar em energia as 900 calorias do sundae ingerido.

Exercícios relacionados

Determine o trabalho realizado, calor absorvido, variação de energia interna e variação de entropia quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica a uma temperatura T quando o volume passa de para
Nos motores de automóvel a mistura gasolina-ar atua como substância de trabalho. Podemos considerar que em um determinado motor essa mistura atinja após a combustão e que a temperatura do ambiente próximo aos cilindros desse motor seja . Qual é o rendimento máximo de uma máquina que opere entre essas duas temperaturas?
A seguir, estão representadas duas máquinas térmicas (I e II).
a) Qual é o rendimento de cada uma das máquinas?
b) Uma delas corresponde a uma máquina de Carnot. Qual?
Um copo com 250 g de gelo a está em um ambiente de temperatura . Desprezando a capacidade térmica do copo e considerando que o calor latente de fusão do gelo é ã, determine:
a) A quantidade de calor que ambiente transfere ao gelo para transformá-lo completamente em água (líquida) a ;
b) A variação de entropia do sistema gelo/água no processo de fusão;
c) A variação de entropia total (gelo/água+ambiente) no processo de fusão.
Um copo com 250 g de água (líquida) a é deixado em um ambiente de temperatura . Desprezando a capacidade térmica do copo e considerando que o calor específico da água a pressão constante é , determine: a) A quantidade de calor que o ambiente transfere à água até que o equilíbrio térmico seja atingido; b) A variação de entropia da água nesse processo; c) A variação de entropia total (água+ambiente) nesse processo.