Ao observar, na prateleira de um supermercado, uma garrafa d...
Ao observar, na prateleira de um supermercado, uma garrafa de 750 mL de um vinho que continha, segundo informações do rótulo, 12,0% em massa de álcool, um consumidor teve a curiosidade de saber o conteúdo calórico nutricional dessa bebida.
Nessa situação, considerando-se que o calor de combustão do etanol, a 25 ºC, é -1.380 kJ/mol, que a densidade do vinho é igual a 0,80 g/mL e que 1 cal = 4,18 J, é correto afirmar que o conteúdo calórico nutricional contido em 750 mL desse vinho é
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Alternativa correta: D - superior a 500 kcal.
Tema central da questão: A questão aborda o cálculo do conteúdo calórico nutricional de uma bebida alcoólica (vinho) com base na densidade, na concentração de álcool e no calor de combustão do etanol. Este tipo de questão é comum em concursos porque envolve conceitos de química, como estequiometria e conversão de unidades, além de associações com aspectos nutricionais.
Resumo teórico: O calor de combustão refere-se à quantidade de energia liberada quando uma substância é completamente queimada. No caso do etanol, é dado como -1.380 kJ/mol. A densidade do vinho e a porcentagem de álcool são usadas para calcular a quantidade de etanol presente. Por fim, é necessário converter a energia de joules para calorias utilizando a equivalência 1 cal = 4,18 J.
Justificativa da alternativa correta: Vamos calcular passo a passo:
1. **Volume total do vinho:** 750 mL.
2. **Densidade do vinho:** 0,80 g/mL. Assim, a massa total do vinho é: 750 mL x 0,80 g/mL = 600 g.
3. **Concentração de etanol:** 12,0% em massa. A massa de etanol é: 600 g x 0,12 = 72 g.
4. **Massa molar do etanol (C2H5OH):** 46 g/mol. Assim, o número de mols de etanol é: 72 g / 46 g/mol ≈ 1,565 mol.
5. **Calor liberado pela combustão do etanol:** 1,565 mol x 1.380 kJ/mol ≈ 2.160 kJ.
6. **Conversão para kcal:** 2.160 kJ x (1.000 J/1 kJ) / 4,18 J/cal / 1.000 cal/kcal ≈ 516 kcal.
Portanto, o conteúdo calórico é superior a 500 kcal, confirmando a alternativa D.
Análise das alternativas incorretas:
A - inferior a 300 kcal: Com base nos cálculos, o valor é muito superior a 300 kcal, tornando esta alternativa incorreta.
B - superior ou igual a 300 kcal e inferior a 400 kcal: Novamente, o cálculo mostrou que o valor é acima de 500 kcal, portanto, esta alternativa é incorreta.
C - superior ou igual a 400 kcal e inferior a 500 kcal: Embora mais próximo do valor calculado, o resultado é superior a 500 kcal, invalidando também esta alternativa.
Estratégias de interpretação: Ao lidar com questões que envolvem cálculos, é importante seguir um passo a passo organizado, verificar cada conversão de unidade e ter clareza sobre as relações entre as grandezas físicas e químicas. Cuidado com as pegadinhas, como erros comuns nas conversões ou na aplicação das porcentagens.
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Vtotal = 750 mL possui 12% de álcool (etanol)
MMetanol = 46 g/mol
Se a densidade do vinho é igual a 0,80 g/mL, logo, possui de massa m = 0,80 g/mL x 750 mL = 600 g
Assim 12% de etanol possui m = 12% de 600 g = 72 g
Sabendo a massa molar pode-se calcular quantos mols de etanol está contido no vinho:
mols de etanol = 72 g / 46 g/mol = 1,56 mols
Sabendo que o calor de combustão do etanol, a 25 ºC, é -1.380 kJ/mol (negativo representa uma energia exotérmica):
ΔH = 1.380 kJ/mol x 1,56 mols = 2153 kJ
Para concluir o conteúdo calórico nutricional contido em 750 mL desse vinho é calculado utilizando 1 cal = 4,18 J
cal = 2153 kJ / 4,18 J = 515 kcal
(imagina fazer uma questão dessa no concurso, tempo tem de sobra ne)
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