Química 2 - Conecte LIVE Solucionário (2020) - Usberco-178-180

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176 UNIDADE 3 | TERMOQUÍMICA
 Calorímetro de água.
Como medir a quantidade de calor
Calor: é a energia em transferência de um corpo a outro, devido à dife-
rença de temperatura entre eles.
1 caloria (cal): quantidade de calor necessária para elevar em 1 8C a 
temperatura de 1,0 g de água.
Valor energético do açúcar (C
12
H
22
O
11
) 5 4,0 kcal/g
Uma das maneiras de determinar a quantidade de energia (medida em calorias) 
fornecida pela digestão de um alimento consiste no emprego de uma aparelhagem 
denominada calorímetro, que mede a quantidade de energia térmica absorvida 
por determinada quantidade de água após a queima (combustão) de uma amostra 
de alimento, o que, considerando um sistema sem perdas de energia, pode ser 
considerado como quantidade de calor.
A amostra é colocada em uma câmara com oxigênio, chamada câmara de 
combustão, e, através de uma descarga elétrica, provocamos sua ignição. O calor 
liberado na combustão é absorvido na forma de energia térmica pela água conti-
da no calorímetro, a qual sofre aumento de temperatura. Conhecendo o aumento 
(variação) da temperatura e a massa da água, podemos calcular a quantidade de 
energia liberada na queima da amostra de alimento. Uma das unidades mais 
comuns é a caloria (cal).
Vamos considerar como exemplo a queima de 1,0 g de açúcar (C
12
H
22
O
11
) em 
um calorímetro que contenha 1 000 g de água a uma temperatura inicial de 20 °C, 
sendo que, após a reação, a temperatura (final) da água é de 24 8C. Admitindo que 
todo calor liberado na combustão foi absorvido na forma de energia térmica pela 
água, a qual teve a sua temperatura elevada em 4 8C, temos:
elevar em 1 8C 1 cal por grama de água
elevar em 4 8C 4 cal por grama de água
Logo: 1 g de água 
absorve
 4 cal
Como a massa total de água no calorímetro é de 1 000 g, a energia total ab-
sorvida pela água é de 4 000 cal ou 4,0 kcal. Assim, a queima de 1,0 g de açúcar 
liberou 4 000 cal ou 4,0 kcal; logo, o valor energético dessa massa de açúcar é 
de 4,0 kcal:
termômetro
agitador
eletrodos de 
ignição
atmosfera de 
oxigêniocápsulaágua
Esse valor também pode ser calculado por:
Q 5 m ? c ? Dt
Nessa expressão:
• Q 5 quantidade de calor envolvido no processo;
• m 5 massa de água (em gramas);
• c 5 calor específico da água 5 1 cal ? g21 ? 8C21;
• Dt 5 variação da temperatura (t
final
 2 t
inicial
).
No exemplo, temos:
• m
água
 5 1 000 g 
• c 5 1 cal ? g21 ? 8C21
• Dt 5 (24 2 20) 8C 5 4 8C
C
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c
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g
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177CAPÍTULO 8 | PODER CALORÍFICO DOS ALIMENTOS
 Rótulo de suco de laranja. Rótulo de refrigerante.
Valor energético do açúcar (C
12
H
22
O
11
) → 16,72 kJ/g
1 cal → 4,18 J ou 1 kcal → 4,18 kJ
Q 5 1 000 g ? 1 cal ? g21 ? 8C21 ? 4 8C
Q 5 4 000 cal ou 4,0 kcal
O Sistema Internacional de Unidades recomenda que se utilize o joule (J) ou o 
quilojoule (kJ) como unidade de medida da energia liberada ou absorvida em uma 
reação. A relação entre cal e joule é dada por:
Observe as imagens dos rótulos das bebidas 
ao lado.
Um copo de suco de laranja apresenta mais 
nutrientes do que um copo de um refrigerante. 
No entanto, caso desejássemos calcular quan-
tas calorias a digestão de um copo de cada 
uma dessas bebidas fornecerá, qual apresen-
tará um maior valor calórico, para um mesmo 
volume?
EXPLORE SEU MUNDO
 1. (UEL-PR) No rótulo de uma garrafa de vinho en-
contramos as informações a seguir:
Informação nutricional (porção de 100 mL):
• Valor energético − 75,0 kcal
• Proteína − 0,375 g
• Carboidrato − 6,00 g
• Gordura − 0,00 g
Considerar que o carboidrato e a proteína for-
necem, cada um, 4,00 kcal/g, o álcool fornece 
7,00 kcal/g e que nenhum outro componente 
calórico está presente.
Dado: densidade do álcool é 0,790 g/mL.
Com base nas informações e nos conhecimentos, 
analise as afirmações.
I. O conteúdo de álcool em 100 mL de vinho for-
nece 49,5 kcal.
II. A quantidade de álcool em 1 000 mL de vinho 
fornece 66% do valor energético do vinho.
III. A massa de álcool em 1 000 mL de vinho é 7,07 g.
IV. O volume de álcool em 100 mL de vinho é 
8,95 mL.
Exercícios resolvidos
Indique a alternativa que contém 
todas as afirmativas corretas.
a) I e IV
b) II e III
c) III e IV
d) I, II e III
e) I, II e IV
Solução
volume de vinho
0,375 de proteína
6,00 g de carboidrato
álcoolvalor energético 
75,0 kcal
Vamos calcular o valor energético de cada com-
ponente.
1,0 g de proteína ou carboidrato 4,00 kcal
 6,375 g x
 x 5 25,5 kcal
Como o valor energético total de 100 mL de vinho 
é igual a 75,0 kcal, subtraindo 25,5 kcal teremos o 
valor energético do álcool.
75,0 kcal 2 25,5 kcal 5 49,5 kcal
O valor 49,5 kcal corresponde ao valor energético 
do álcool, que é igual a 66%.
Assim:
C
a
rl
o
s
 L
u
v
iz
a
ri
/A
c
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rv
o
 d
a
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178 UNIDADE 3 | TERMOQUÍMICA
R
e
p
ro
d
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ã
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e
s
p
, 
2
0
1
7.
Sabemos que:
1,0 g de álcool fornece 7,0 kcal
 x 49,5 kcal
Portanto, x 5 7,07 g de álcool presentes em 100 mL 
de vinho.
Para determinarmos o volume de álcool no vinho, 
aplicamos o conceito de densidade.
d 5 0,79 g/mL
 1 mL de álcool 0,79 g de álcool
 x 7,07 g de álcool
x 5 8,95 mL de álcool em 100 mL de vinho
Alternativa correta: e.
 2. (Vunesp-SP) O esquema representa um caloríme-
tro utilizado para a determinação do valor energé-
tico dos alimentos.
A tabela nutricio-
nal de determina-
do tipo de azeite 
de oliva traz a 
seguinte informa-
ção: “Uma porção 
de 13 mL (1 colher 
de sopa) equivale 
a 108 kcal.”
Considere que o 
calor específico 
da água seja 
1 kcal ? kg21 ? 8C21 e que todo o calor liberado na 
combustão do azeite seja transferido para a água. 
Ao serem queimados 2,6 mL desse azeite, em um 
calorímetro contendo 500 g de água inicialmente 
a 20,0 °C e à pressão constante, a temperatura 
da água lida no termômetro deverá atingir a mar-
ca de:
a) 21,6 °C.
b) 33,2 °C.
c) 45,2 °C.
d) 63,2 °C.
e) 52,0 °C.
Solução
Calculando inicialmente a quantidade de calor (kcal) 
liberada na queima de 2,6 mL de azeite temos:
108 kcal 13 mL (1 colher de sopa de azeite) 
 Q 2,6 mL
5
?
5Q
108 kcal 2,6 mL
13 mL
21,6 kcal
Assim, a partir dos dados apresentados:
c 5 1 kcal ? kg21 ? °C21
m 5 500 g 5 0,5 kg
T
final
 5 20,0 °C
A temperatura atingida pela massa de água pode 
ser calculada por:
Q 5 m ? c ? Dt
21,6 5 0,5 ? 1 ? (T
final
 2 20,0)
T
final
 5 63,2 °C
Assim, a temperatura final da água corresponde 
a 63,2 °C. A resposta é alternativa d.
As tabelas a seguir devem ser utilizadas para a 
resolução dos exercícios 1 a 4.
Valor energético aproximado de alguns 
alimentos comuns
Alimento kJ/g
vegetais verdes 1,0
cerveja 1,3
frutas cítricas 1,5
leite integral 2,2
iogurte 3,0
frango grelhado 6,0
pão 10,0
sorvete 11,0
bife grelhado 14,0
arroz 15,0
açúcar comum 17,0
batata frita 24,0
manteiga 30,0
Fundamentando seus conhecimentos
Energia consumida aproximada
Tipo de exercício kJ/g
caminhada 1 100
voleibol 1 400
tênis 1 900
futebol 2 200
corrida 2 600
 1. Considere que, durante um almoço, você ingeriu:
• 100 g de verduras verdes;
• 100 g de arroz;
• 50 g de batatas fritas;
• 50 g de frango grelhado;
• 2 fatias de abacaxi (com 20 g cada uma).
Calcule o valor energético (calórico), em kJ e em 
kcal, fornecido por esse almoço.
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