Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c01

Enunciado da Questão

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

#Termoquímica

Médio

Por meio de reações químicas que envolvem carboidratos, lipídeos e proteínas, nossas células obtêm energia e produzem gás carbônico e água. A oxidação da glicose no organismo humano libera energia, conforme ilustra a equação química, sendo que aproximadamente $40%$ dela é disponibilizada para atividade muscular.
$C_{6} H_{12} O_{6} (s) + 6 O_{2} (g) \to 6 CO_{2} (g) + 6 H_{2} O (l) Δ H = - 2800 kJ$
Considere as massas molares (em $g \cdot mol^{- 1}$ ): $H = 1$ ; $C = 12$ ; $O = 16$ .

Na oxidação de $1, 0 g$ de glicose, a energia obtida para atividade muscular, em quilojoule, é mais próxima de

$6, 2$ .

Correta

$15, 6$ .

$70, 0$ .

$622, 2$ .

$1120, 0$ .

Explicação Oficial / Explicações da Comunidade

A questão envolve calcular a energia liberada na oxidação de $1, 0 g$ de glicose, considerando que apenas $40%$ dessa energia é aproveitada para atividade muscular. Primeiro, calcula-se a massa molar da glicose ( $C_{6} H_{12} O_{6}$ ): $6 \times 12 + 12 \times 1 + 6 \times 16 = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol$ . A entalpia da reação é $- 2800 kJ$ por mol de glicose, ou seja, $180 g$ liberam $2800 kJ$ . Para $1, 0 g$ , a energia total liberada é $\frac{2800 kJ}{180 g} \approx 15, 56 kJ$ . Desse total, $40%$ é destinado à atividade muscular: $0, 40 \times 15, 56 kJ \approx 6, 22 kJ$ . O valor mais próximo é $6, 2 kJ$ .

A alternativa que indica $15, 6 kJ$ corresponde à energia total liberada por grama, sem aplicar o rendimento de $40%$ . A opção $70, 0 kJ$ resulta de um erro comum: dividir $2800$ por $40$ (em vez de $180$ ) ou confundir porcentagem. O valor $622, 2 kJ$ surge ao multiplicar $2800$ por $0, 4$ e depois por $0, 555$ (ou erro similar). Já $1120, 0 kJ$ é $40%$ de $2800$ , ignorando a massa de $1 g$ . Portanto, apenas o cálculo correto leva a $6, 2 kJ$ .