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Exercícios sobre cálculo do conteúdo calorífico ou calorias

Exercícios de Química

Os exercícios sobre cálculo do conteúdo calorífico ou calorias são feitos tendo como ajuda a seguinte fórmula: Q = m . c . ∆t. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

(UFPR) Chamamos de energéticos ou calóricos os alimentos que, quando metabolizados, liberam energia química aproveitável pelo organismo. Essa energia é quantificada através da unidade física denominada caloria, que é a quantidade de energia necessária para elevar, em um grau, um grama de água. A quantidade de energia liberada por um alimento pode ser quantificada quando se usa a energia liberada na sua combustão para aquecer uma massa conhecida de água contida em um recipiente isolado termicamente (calorímetro de água). Em um experimento para se determinar a quantidade de calorias presente em castanhas e nozes, obtiveram-se os resultados apresentados na

tabela abaixo:

Tabela de exercício com quantidade de calorias presente em castanhas e nozes
Tabela de exercício com quantidade de calorias presente em castanhas e nozes

Com base no exposto acima e sabendo que o calor específico da água é igual a 1,0 cal g-1 ºC-1, é correto afirmar:

a) Esses resultados indicam que se uma pessoa ingerir 1,0 grama de nozes terá disponível 2400 calorias, enquanto, se ingerir a mesma quantidade de castanha, terá disponível 2250 calorias.

b) A castanha é duas vezes mais calórica do que a noz.

c) A quantidade de energia liberada na queima da noz é de 9000 calorias, e na queima da castanha é de 6000 calorias.

d) Um indivíduo que gasta cerca de 240 calorias em uma caminhada deve ingerir 10 g de castanha ou 225 gramas de nozes para repor as calorias consumidas.

e) A razão entre a quantidade de calorias liberadas na queima da castanha em relação à queima da noz corresponde a 2,5. 

questão 2

(Fuvest-SP) Energia térmica, obtida a partir da conversão de energia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes isolados, contendo sais fundidos em altas temperaturas. Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio (NaNO3), aumentando sua temperatura de 300 ºC para 550 ºC, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300 ºC. Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a:

Dados: Poder calorífico da gasolina = 3,6 . 107 J/L
Calor específico do NaNO3
= 1,2 . 103 J/kg°C
a) 4,32 kg.

b) 120 kg.

c) 240 kg.

d) 3 . 104 kg.

e) 3,6 . 104 kg.

questão 3

Uma reação química fez a temperatura de 10 g de água contidos em um calorímetro variar de 30ºC para 100ºC. Sabendo que o calor específico da água é igual a 1,0 cal g-1 ºC-1, quantas calorias foram fornecidas por essa reação?

a) 300 cal.

b) 1000 cal.

c) 1300 cal.

d) 30000 cal.

e) 700 cal.

questão 4

Qual a variação da temperatura sofrida por 200 g de água que receberam 2 kJ de calor?

a)0,01 ºC

b) 400 ºC

c) 2,39 ºC

d) 95,7 ºC

e) 4,78 ºC

respostas
Questão 1

Alternativa “a”.

a) Correta:

Noz: Q = m . c . ∆t                               Castanha: Q = m . c . ∆t

Q = 100 . 1 . (75-15)                             Q = 120 . 1 . (90-15)

Q = 6000 cal/2,5 g de Noz                    Q = 9000 cal/4,0 g de Castanha

Q = 2400 cal/g de Noz                          Q = 2250 cal/g de Castanha

b) Incorreta:

Qcastanha = 2250 cal = 0,9375
   Qnoz       2400 cal

c) Incorreta. Conforme calculado no item “a”, a queima da noz liberou 6000 calorias, e queima da castanha, 9000 calorias.

d) Incorreta.

Q = 240 cal

noz: 2400 cal ------ 1 g                          castanha: 2250 cal ------ 1 g
         240 cal ------- mn                                                        240 cal ------- mc
                    
mn = 0,10g                                               mc ≈ 0,11g

e) Incorreta. Conforme já explicado no item “b”, a razão entre a quantidade de calorias liberadas na queima da castanha em relação à queima da noz corresponde a 0,9375, e não a 2,5.

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Questão 2

 Alternativa “b”.

A energia liberada na queima de 1 L de gasolina é de 3,6 . 107 J.

A energia armazenada pelo aumento da temperatura de uma massa m de NaNO3 é:

Q = m . c . ∆t

Como a variação da temperatura é 250ºC e o calor específico do sal é 1,2 . 103 J/kg°C , temos:

Q = m . (1,2 . 103 J/kg°C) . 250ºC

Para que a energia armazenada seja igual à liberada pela queima de 1 L de gasolina:

3,6 . 107 J = m . (1,2 . 103 J/kg°C) . 250ºC

m = 120 kg. 

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Questão 3

Alternativa “e”.

Q = m . c . ∆t

Q = 10g . 1 cal/g.ºC . (100 - 30)ºC

Q = 10g . 1 cal/g.ºC . 70ºC

Q = 700 cal

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Questão 4

Alternativa “c”.

Primeiro precisamos converter o calor que está em kJ para calorias:

1 kJ = 103J

2 kJ = 203J

4,18 J ------- 1 cal
203J ---------x

x ≈ 478,47 cal

Agora aplicamos esse valor na fórmula:

Q = m . c . ∆t

∆t = __Q__
        m . c

∆t = __478,47 cal____
       200 g . 1 cal/gºC

∆t ≈ 2,39 ºC

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