Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 7.1 - Ex. 61
Para “queimar” uma pizza grande de pepperoni que você comeu na sexta à noite, no domingo de manhã você sobe uma colina de de altura. (a) Assuma um valor razoável para a sua massa e determine o aumento da sua energia potencial gravitacional. (b) De onde vem essa energia? (c) O corpo humano tipicamente tem porcento de eficiência. Quanta energia foi convertida em energia térmica? (d) Quanta energia química é gasta por você durante a subida? Considerando que a oxidação (queima) de uma única fatia de pizza de pepperoni libera cerca de ( calorias alimentares) de energia, você acha que apenas uma subida é suficiente?
Passo 1
(a) Supondo que você tenha uma massa de , podemos estimar o seguinte aumento de energia potencial gravitacional durante a subida:
Passo 2
(b) Essa energia, assim como a de outras atividades que nosso corpo realiza, vem da conversão da energia química armazenada em nosso corpo para energia potencial e energia térmica.
Passo 3
(c) Se a eficiência do corpo humano é de , então apenas da energia química disponível é convertida em energia “útil”, que nesse caso é a energia potencial, o restante é convertido em energia térmica.
Isso quer dizer que os que calculamos representam apenas da energia que foi queimada, então os outros viraram energia térmica.
A energia total que foi queimada era:
E a energia térmica gerada foi:
Passo 4
(d) Para calcular a energia química (energia total que foi gerada), só precisamos somar a energia potencial que foi adquirida durante a subida e a energia térmica que foi “desperdiçada” pela ineficiência do corpo:
Agora supondo que cada fatia da pizza tenha , e que a pizza grande que você comeu tenha quatro fatias, a energia total disponível na pizza era:
E então uma única subida não é suficiente para “queimar” a pizza, pois o gasto energético é aproximadamente da energia consumida.
Resposta
(a) .
(b) Conversão de energia química.
(c) .
(d) . Apenas uma subida não é suficiente.