Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal g−1 °C−1, e sua temperatura inicial era de 20 °C.
Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento?
A questão avalia o conceito de calorimetria, relacionando o valor energético de um alimento com o calor transferido para a água.
Pela tabela, 10 g de castanha fornecem 70 kcal, logo 2,5 g fornecem 17,5 kcal, ou seja, 17.500 cal. Como apenas 50% dessa energia foi aproveitada para aquecer a água, o calor efetivamente transferido foi de 8.750 cal.
Aplicando a equação fundamental da calorimetria Q = m \cdot c \cdot \Delta T, com m = 350\ g e c = 1\ cal\,g^{-1}\,°C^{-1}:
8750 = 350 \times 1 \times \Delta T \Rightarrow \Delta T = 25\ °C
Como a temperatura inicial era 20 °C, a temperatura final foi 20 + 25 = 45\ °C, que é a alternativa correta.
As demais alternativas surgem de erros comuns, como esquecer de considerar o rendimento de 50%, usar a energia total sem conversão correta de kcal para cal, ou somar apenas o valor de ΔT à energia em vez de à temperatura inicial.
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