O agravamento da crise econômica no Brasil é refletido por um maior número de moradores de rua e em situação de vulnerabilidade. Submetido à baixas temperaturas nas ruas, o corpo humano precisa gastar mais calorias para manter uma temperatura média de $37^\circ\text{C}$ (ou aproximadamente $310\text{ K}$), direcionando parte da energia proveniente dos alimentos para isto.
Considerando-se que
• os mecanismos de produção de energia pelo corpo humano sejam equivalentes a uma máquina térmica que opera segundo o Ciclo de Carnot, entre as temperaturas ambiente e corporal,
• cada grama de carboidrato fornece $4\text{ kcal}$ para o funcionamento desta máquina térmica,
• o corpo de um morador de rua exposto à temperatura de $17^\circ\text{C}$ perde, em uma hora, $870{,}0\text{ kcal}$ apenas para manter seu organismo a $37^\circ\text{C}$,
determine quantos gramas de carboidrato esse morador deveria consumir, no mínimo, para a manutenção da temperatura de seu corpo durante uma hora.
Temperaturas absolutas. Fonte fria (ambiente): $T_F=17+273=290\text{ K}$. Fonte quente (corpo): $T_Q=37+273=310\text{ K}$.
Rendimento de Carnot. Em um ciclo de Carnot, $\dfrac{|Q_F|}{|Q_Q|}=\dfrac{T_F}{T_Q}$. Em uma hora, o calor perdido para o ambiente (fonte fria) é $|Q_F|=870\text{ kcal}$.
Energia consumida. $\dfrac{870}{|Q_Q|}=\dfrac{290}{310}\Rightarrow|Q_Q|=930\text{ kcal}$.
Massa de carboidrato. Com $4\text{ kcal/g}$: $m=\dfrac{930}{4}=232{,}5\text{ g}$ (no mínimo).