Física II ⇒ Energia Interna do corpo humano Tópico resolvido

[CogitoErgoGre]

Boa tarde pessoal, tudo bom com vcs?
sobre a seguinte questão:

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O corpo humano utiliza a energia extraída dos alimentos, para manter o funcionamento dos seus órgãos, realizar seus processos bioquímicos, manter a temperatura do corpo e, ainda, realizar trabalhos externos, tais como andar, correr e pular.
A equação da conservação da energia no corpo humano é escrita como ΔE = ΔQ - ΔW, em que ΔE é a variação de energia interna ou, nesse contexto, da energia armazenada no corpo; ΔQ é a quantidade de calor trocada com o ambiente e ΔW é o trabalho realizado pelo corpo.

Quando em repouso, sem realizar trabalho externo, uma pessoa consome, em média, uma taxa de energia entre 100 W e 120 W. A taxa mínima de consumo, denominada taxa de metabolismo basal, indica a quantidade de energia necessária para a realização de tarefas imprescindíveis, tais como respiração e bombeamento de sangue através do sistema circulatório.
A energia utilizada pelo corpo é obtida a partir de reações de oxidação, como a da glicose, apresentada a seguir.



C6H12O6 (s) + 6O2(g) 6H2O(l) + 6CO2(g) + 686 kcal



Nessa reação química, são liberadas 686 kcal por mol de glicose. A quantidade exata de energia liberada por litro de oxigênio consumido depende da dieta adotada. Em uma dieta típica, a energia liberada por litro de O2 consumido é de 4,9 kcal.
A eficiência com que um corpo realiza o trabalho externo ΔWext é definida por , em que ΔE é a energia consumida
durante a realização desse trabalho. ΔWext pode ser diretamente
medido, ao passo que ΔE é medido com base na quantidade de
oxigênio consumido pelo corpo durante a realização do trabalho.



A esse respeito, considere

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;
• constante universal dos gases: R = 8,31 J/mol K;
• temperatura Kelvin: K = C + 273, em que C é a temperatura em graus Celsius;
• valor da caloria: 1 cal = 4,19 J.



Tendo como referência o texto acima; considerando que uma pessoa em repouso produz exatamente o que consome de energia; assumindo as condições normais de pressão e temperatura (CNPT); desprezando as perdas de energia por reações de oxidação inacabadas e considerando, ainda, que todos os gases envolvidos são ideais, julgue o item.

Considere que uma pessoa que pese 60 kg tenha subido, com velocidade constante, uma ladeira de 30° de inclinação, mantendo uma respiração que consome 0,78 L de O2 por minuto. Nesse caso, se toda a produção de energia interna vier da oxidação de glicose, então essa pessoa terá caminhado, em uma hora, menos de 3,5 km.

Gabarito:

Resposta

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correto

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alguém poderia, por favor, fazer o desenvolvimento da questão detalhado ?

desde já, muchas gracias

[A13235378]

Olá:

O trabalho exercido pela pessoa será o trabalho da força peso que é calculado por:

[tex3]\tau =mgh[/tex3]

Se em um minuto é consumido 0,78 L de oxigenio , em 60 minutos serão consumidos:

60 . 0,78 = 46,8 L

Se em um litro é liberado 4,9 kcal

Em 46,8 L . 4,9 kcal/L = 229,32 kcal = 229320 .4 ,19 = 960850,8 J

Logo

[tex3]960850,8J =mgh[/tex3]

h = 1601,4 m

Considere x a distancia que a pessoa percorreu na rampa

assim

x sen 30 = 1601,4
x = 3200 m = 3,2 km

[CogitoErgoGre]

Fala A13235378,

cara, ótima resolução, consegui sacar muito bem o caminho do exercício,
obrigado pela ajuda