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BAHIANA · 2021.1 — Medicina — Prova Discursiva — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública

PROSEF 2021.1 — Processo Seletivo Formativo · 2ª Fase · Prova Discursiva · Física Q5.

Questão discursiva: o campo Distratores da auditoria TEF é registrado como “—”, pois não há alternativas objetivas. A resposta apresentada (232,5 g) confere com o Padrão de Respostas divulgado pela banca em 19/02/2021.
Q5
Termologia — Termodinâmica — Ciclo de Carnot e Energia dos Alimentos

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.

$232{,}5\text{ g}$ de carboidrato.

Resolução

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).

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