As pontes de hidrogênio entre moléculas de água são mais fracas que a ligação covalente entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio. No entanto, o número de ligações de hidrogênio é tão grande (bilhões de moléculas em uma única gota de água) que estas exercem grande influência sobre as propriedades da água, como, por exemplo, os altos valores do calor específico, do calor de vaporização e de solidificação da água. Os altos valores do calor específico e do calor de vaporização da água são fundamentais no processo de regulação de temperatura do corpo humano. O corpo humano dissipa energia, sob atividade normal por meio do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de 100 W. Se em uma pessoa de massa 60 kg todos os mecanismos de regulação de temperatura parassem de funcionar, haveria um aumento de temperatura de seu corpo. Supondo que todo o corpo é feito de água, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a temperatura de seu corpo elevada em 5 ºC? Dado: calor específico da água ≅ 4,2 × 103 J/kg·ºC.
As pontes de hidrogênio entre moléculas de água são mais fracas
que a ligação covalente entre o átomo de oxigênio e os átomos
de hidrogênio. No entanto, o número de ligações de hidrogênio
é tão grande (bilhões de moléculas em uma única gota de água)
que estas exercem grande influência sobre as propriedades da
água, como, por exemplo, os altos valores do calor específico,
do calor de vaporização e de solidificação da água. Os altos valores
do calor específico e do calor de vaporização da água são
fundamentais no processo de regulação de temperatura do corpo
humano. O corpo humano dissipa energia, sob atividade normal
por meio do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de 100 W.
Se em uma pessoa de massa 60 kg todos os mecanismos de regulação
de temperatura parassem de funcionar, haveria um aumento
de temperatura de seu corpo. Supondo que todo o corpo é feito
de água, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a
temperatura de seu corpo elevada em 5 ºC?
Dado: calor específico da água ≅ 4,2 × 103
J/kg·ºC.
- A)1,5 h.
- B)2,0 h.
- C)3,5 h.
- D)4,0 h.
- E)5,5 h.
Resposta:
A alternativa correta é C)
Para calcular o tempo necessário para que a temperatura do corpo aumente em 5 ºC, precisamos primeiro calcular a energia total dissipada pelo corpo humano. Como o corpo humano dissipa energia equivalente a uma lâmpada de 100 W, a energia total dissipada em um determinado período de tempo pode ser calculada pela fórmula:Energia = Potência x TempoComo queremos calcular o tempo, podemos rearranjar a fórmula para:Tempo = Energia / PotênciaAgora, precisamos calcular a energia necessária para elevar a temperatura do corpo em 5 ºC. Para isso, podemos usar a fórmula:Energia = Calor específico x Massa x Variação de temperaturaSubstituindo os valores dados, temos:Energia = 4,2 x 10³ J/kg·ºC x 60 kg x 5 ºC = 1260 kJAgora, podemos calcular o tempo necessário:Tempo = 1260 kJ / 100 W = 12.600 sConvertendo o tempo de segundos para horas, obtemos:Tempo ≈ 3,5 hPortanto, a resposta correta é C) 3,5 h.
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