Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 120
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 e calor específico igual a . Um hamster de é colocado em um calorímetro que contém de ar na temperatura ambiente. a) Quando o hamster corre ao longo de uma roda, a temperatura do ar no interior do calorímetro aumenta por hora. Qual é a quantidade de calor produzida em 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 . 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:
Se considerarmos essa variação por hora de temperatura, o calor transferido por hora pode ser dado em termos de potência:
Passo 2
b) Podemos encontrar as gramas de alimento ingerido pelo hamster dividindo o valor do calor produzido pelo valor alimentício do grão:
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: