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Para se analisar esta energia presente nos alimentos utilizamos amendoim, pipoca, bolacha e pão. Abaixo estão apresentadas as tabelas com os dados experimentais de cada alimento: Alimento: Amendoim Massa/ g Temperatura inicial / oC Temperatura final / oC Diferença de temperatura / oC Temperatura por grama / oC g-1 Massa do tubo 35,388g Medida 1 0,3103 21 59 38 122,46 Medida 2 0,3413 21 63 42 123,06 Volume de água 15 mL Medida 3 0,2308 21,5 43 21,5 93,15 Medida 4 0,385 21 86 65 168,83 Alimento: Pipoca Massa/ g Temperatura inicial / oC Temperatura final / oC Diferença de temperatura / oC Temperatura por grama / oC g-1 Massa do tubo 35,4096 g Medida 1 0,0867 21 26,5 5,5 63,44 Medida 2 0,342 21 33 12 35,09 Volume de água 10 mL Medida 3 0,2562 21 31,5 10,5 40,98 Alimento: Bolacha Massa/ g Temperatura inicial / oC Temperatura final / oC Diferença de temperatura / oC Temperatura por grama / oC g-1 Massa do tubo 35,6109 g Medida 1 0,3734 21 36 15 40,17 Medida 2 0,416 21 40 19 45,67 Volume de água 10mL Medida 3 0,3125 22 32 10 32 Medida 4 0,402 22 44,5 22,5 55,97 NOME: Augusto Bach Ferreira, Jonathan Felipe Ricardo, Neidyérika Lemes Alves DISCIPLINA: Termodinâmica TURMA: B RELATÓRIO: CALOR DE COMBUSTÃO UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA - UEPG SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LICENCIATURA EM QUÍMICA Alimento: Pão Massa/ g Temperatura inicial / oC Temperatura final / oC Diferença de temperatura / oC Temperatura por grama / oC g-1 Massa do tubo 35,6109 g Medida 1 0,2356 21,5 35 13,5 57,3 Medida 2 0,2815 21,5 37 15,5 55,06 Volume de água 10mL Medida 3 0,323 21 40 19 58,82 Medida 4 0,452 21 56 35 77,43 a) Considerando a densidade da água = 1,000 g / cm3, calcule a massa de água utilizada. Volume: 10 mL 1,000g --- 1 cm3 X --- 10 cm3 X= 10g Volume: 15 mL 1,000g --- 1 cm X --- 15 cm3 X= 15g b) Quantas calorias são necessárias para que a temperatura dessa massa de água se eleve a um valor igual à variação média de temperatura obtida? Podemos usar a seguinte equação para calcular a quantidade de calor absorvida pela água: 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Onde: Q = calor cedido ou absorvido pela água; m = massa da água; c = calor específico da água, que é igual a 1,0 cal/g . °C ou 4,18 J/g . °C; Δt = variação da temperatura sofrida pela água, que é dada pela diminuição da temperatura final pela inicial (tf – ti). Amendoim: Pipoca: 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Q = 15g × 1,0 cal/g . °C × 41,625 °C Q = 624,375cal ou 2609,89 J Bolacha: 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Q = 10g × 1,0 cal/g . °C × 9,333 °C Q = 93,33cal ou 390,13 J 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Q = 10g × 1,0 cal/g . °C × 16,625°C Q = 166,25 cal ou 694,92 J Pão: 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Q = 10g × 1,0 cal/g . °C × 20,75°C Q = 207,5 cal ou 867,35 J c) Sabendo que 1,0 g de vidro necessita de 0,2 cal para elevar em 1 ºC sua temperatura e conhecendo a massa do tubo de ensaio, de modo análogo calcule o calor que o vidro absorveu. Amendoim: Tubo 1 (massa=35,3880g) 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Pipoca: Tubo 2 (massa=35,4096g) Q = 35,3880g × 0,2 cal/g . °C × 41,625 °C Q = 294,60 cal ou 1231,45 J 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Bolacha: Tubo 3 (massa=35,6109g) Q = 35,4096g × 0,2 cal/g . °C × 9,333 °C Q = 66,10 cal ou 276,29 J 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Pão: Tubo 4 (massa=35,6109g) Q = 35,6109 g × 0,2 cal/g . °C × 16,625°C Q = 118,41cal ou 494,94 J 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 Q = 35,6109g × 0,2 cal/g . °C × 20,75°C Q = 147,78 cal ou 617,74 J d) Calcule o calor total liberado na queima de 0,5 g (ou a massa que você pesou) do alimento, lembrando que as perdas para o ambiente foram desprezadas. Faça esse cálculo para cada uma das repetições. Alimento Massa alimento / g Diferença de temperatura / oc Calor absorvido pela água /cal Calor absorvido pelo vidro /cal Calor total liberado pela combustão do alimento /cal Amendoim medida 1 0,3103 38 570,00 268,95 838,95 medida 2 0,3413 42 630,00 297,26 927,26 medida 3 0,2308 21,5 322,50 152,17 474,67 medida 4 0,385 65 975,00 460,04 1435,04 Média - 0,31685 41,625 624,375 294,60 918,975 Pipoca medida 1 0,0867 5,5 55,00 38,95 93,95 medida 2 0,342 12 120,00 84,98 204,98 medida 3 0,2562 10,5 105,00 74,36 179,36 Média - 0,2283 9,33 93,33 66,10 159,43 Bolacha medida 1 0,3734 15 150,00 106,83 256,83 medida 2 0,416 19 190,00 135,32 325,32 medida 3 0,3125 10 100,00 71,22 171,22 medida 4 0,402 22,5 225,00 160,25 385,25 Média - 0,37597 16,625 166,25 118,41 284,66 Pão medida 1 0,2356 13,5 135,00 96,15 231,15 medida 2 0,2815 15,5 155,00 110,39 265,39 medida 3 0,323 19 190,00 135,32 325,32 medida 4 0,452 35 350,00 249,28 599,28 Média - 0,32302 20,75 207,50 147,78 355,28 *Todos os valores foram obtidos a partir da formula 𝑄 = 𝑚 . 𝑐. 𝛥𝑡 e) Calcule o potencial energético do alimento em cal / g e kcal / g. Calcule a média do potencial energético usando as repetições de cada alimento. Amendoim: Medida 1: 838,95 cal --- 0,3103g X --- 1g X= 2703,67 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 2703,67 cal/g ou 2,704 kcal/g Medida 2: 927,26cal --- 0,3413g X --- 1g X= 2716,845 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 2716,845 cal/g ou 2,717kcal/g Medida 3: 474,67cal --- 0,2308g X --- 1g X= 2056,622cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 2056,622 cal/g ou 2,057kcal/g Medida 4: 1435,04 cal --- 0,385g X --- 1g X= 3727,39cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 3727,39 cal/g ou 3,727kcal/g Média : 918,975 cal --- 0,31685g X --- 1g X= 2900,35cal Ou seja, o potencial energético médio do amendoim nesse experimento foi de 2900,35cal/g ou 2,9 kcal/g Pipoca: Medida 1: 93,95 cal --- 0,0867g X --- 1g X= 1083,63 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 1083,63 cal/g ou 1,084 kcal/g Medida 2: 204,98cal --- 0,342g X --- 1g X= 599,37cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 599,37 cal/g ou 0,599kcal/g Medida 3: 179,36 cal --- 0,2562 g X --- 1g X= 700,08cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medidafoi de 700,08 cal/g ou 0,7kcal/g Média : 159,43cal --- 0,2283g X --- 1g X= 698,34cal Ou seja, o potencial energético médio da pipoca nesse experimento foi de 698,34cal /g ou 0,698 kcal/g Bolacha: Medida 1: 256,83cal --- 0,3734g X --- 1g X= 687,82cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 687,82cal/g ou 0,687 kcal/g Medida 2: 325,32cal --- 0,416g X --- 1g X= 782,02cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 782,02 cal/g ou 0,782kcal/g Medida 3: 171,22 cal --- 0,3125 g X --- 1g X= 547,91 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 547,91 cal/g ou 0,548 kcal/g Medida 4: 385,25 cal --- 0,402g X --- 1g X= 958,33 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 958,33 cal/g ou 0,958 kcal/g Média: 284,66 cal --- 0,37597g X --- 1g X= 757,13 cal Ou seja, o potencial energético médio da bolacha nesse experimento foi de 757,13 cal/g ou 0,757 kcal/g Pão: Medida 1: 231,15cal --- 0,2356g X --- 1g X= 981,11cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 981,11 cal/g ou 0,981 kcal/g Medida 2: 265,39cal --- 0,2815g X --- 1g X= 942,78cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 942,78 cal/g ou 0,943 kcal/g Medida 3: 325,32cal --- 0,323g X --- 1g X= 1007,19 cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 1007,19 cal/g ou 1,01kcal/g Medida 4: 599,28cal --- 0,452g X --- 1g X= 1325,83cal Ou seja, o potencial energético do amendoim nessa medida foi de 1325,83 cal/g ou 1,325 kcal/g Média : 355,28 cal --- 0,32302g X --- 1g X= 1099,87cal Ou seja, o potencial energético médio do pão nesse experimento foi de 1099,87cal/g ou 1,1 kcal/g f) Preencha a tabela 2 com os dados de todos os grupos. Tabela 2- Potencial energético médio calculado Alimento Potencial energético médio (cal / g) Potencial energético médio (kcal / g) Amendoim 2900,35 2,900 Pipoca 698,34 0,698 Bolacha 757,13 0,757 Pão 1099,87 1,100 A tabela 3 abaixo apresenta os valores energéticos teóricos dos alimentos utilizados Tabela 3 - Potencial energético tabelado dos alimentos Erro percentual Amendoim: %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑶𝒃𝒕𝒊𝒅𝒐 − 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 | × 𝟏𝟎𝟎 2900,35 − 5985 %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 5985 | × 𝟏𝟎𝟎 Pipoca: %𝒆𝒓𝒓𝒐 = 𝟓𝟏, 𝟓% %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑶𝒃𝒕𝒊𝒅𝒐 − 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 | × 𝟏𝟎𝟎 698,34 − 3480 %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 3480 | × 𝟏𝟎𝟎 Bolacha: %𝒆𝒓𝒓𝒐 = 𝟕𝟗, 𝟗% %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑶𝒃𝒕𝒊𝒅𝒐 − 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 | × 𝟏𝟎𝟎 757,13 − 4230 %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 4230 | × 𝟏𝟎𝟎 Alimento Potencial energético (cal/g) Amendoim 5985 Pipoca 3480 Bolacha 4230 Pão 2410 Pão : %𝒆𝒓𝒓𝒐 = 𝟖𝟐, 𝟏% %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑶𝒃𝒕𝒊𝒅𝒐 − 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑨𝒄𝒆𝒊𝒕𝒐 | × 𝟏𝟎𝟎 1099,87 − 2410 %𝒆𝒓𝒓𝒐 = | 2410 | × 𝟏𝟎𝟎 %𝒆𝒓𝒓𝒐 = 𝟓𝟒, 𝟒% Comparando-se os valores obtidos com os valores energéticos teóricos dos alimentos utilizados que são apresentados na tabela 3 pode-se concluir que o experimento é eficiente para mostrar a energia contida nos alimentos, porem a analise não é muito quantitativa, pois apresentou grandes erros percentuais, o que pode ser explicado com as perdas de energia decorrentes dos materiais utilizados, erros sistemáticos, pela queima incompleta dos materiais, entre outras.