UEM 2016 (Verão) — questão 14 de Física
Enunciado em texto
O alemão Julius Robert Mayer, considerado um dos precursores da proposta do princípio da conservação da energia, viajava em um navio que ia da Holanda para a Indonésia. No verão de 1840, estando o navio no porto de Surabaya, em Java, Mayer observou que o sangue coletado da veia do braço de alguns europeus a bordo possuía uma cor vermelha brilhante semelhante à cor do sangue arterial. Em sua experiência como médico na Europa, Mayer estava acostumado a observar que o sangue venoso era mais escuro do que o sangue arterial. Com relação a esse tema e à geração de calor, assinale o que for correto.
(01) O aquecimento natural das pessoas resulta de um processo de combustão ou oxidação: o sangue arterial conduz a todas as partes do organismo o oxigênio, que reage nos tecidos, gerando calor em uma reação exotérmica. O gás carbônico produzido é transportado pelo sangue venoso até os pulmões.
(02) A diferença entre a cor vermelha brilhante do sangue arterial e a cor vermelha escura (fosca) do sangue venoso é devida à diferença entre seus conteúdos de oxigênio e de gás carbônico.
(04) Para que o corpo humano possa ser mantido a uma temperatura constante, a produção de calor dentro dele deve manter uma relação quantitativa com o calor perdido pelo corpo e, portanto, deve depender da temperatura do ambiente.
(08) O calor produzido e o trabalho executado pelo organismo são consistentes com a concepção de um equivalente mecânico do calor.
(16) Em determinadas condições, o trabalho realizado por uma força pode ser transformado em calor.
(Enunciado: Vestibular UEM 2016 (Verão) — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre o raciocínio de Mayer, que liga a cor do sangue, a produção de calor no corpo e a conservação da energia.
(01) Verdadeira. É a respiração celular: o oxigênio levado pelo sangue arterial oxida os nutrientes nos tecidos, numa reação que libera energia (parte dela como calor). O CO₂ produzido volta pelo sangue venoso e é eliminado nos pulmões.
(02) Verdadeira. A hemoglobina carregada de oxigênio (oxiemoglobina) é vermelho-vivo; a que já cedeu oxigênio e transporta mais gás carbônico é mais escura. A cor reflete o conteúdo desses gases.
(04) Verdadeira. Temperatura constante exige equilíbrio: o calor produzido tem de igualar o calor perdido. Num clima quente o corpo perde menos calor, logo precisa produzir menos e consome menos oxigênio. Por isso o sangue venoso dos europeus em Java voltava ainda rico em oxigênio, vermelho-vivo. Foi exatamente essa a conclusão de Mayer.
(08) Verdadeira. A energia química dos alimentos aparece como calor e como trabalho muscular, em quantidades equivalentes: calor e trabalho são formas da mesma grandeza, a energia, com uma taxa de conversão fixa (o equivalente mecânico do calor, cerca de 4,18 J por caloria).
(16) Verdadeira. O atrito é o exemplo do dia a dia: o trabalho da força de atrito vira energia térmica (esfregar as mãos, frear um carro). Foi o que Joule mediu com as pás girando dentro da água.
⚠️ A armadilha: achar a (04) estranha porque “a temperatura do corpo não depende do ambiente”. A temperatura do corpo não depende, mas a produção de calor sim: ela se ajusta justamente para compensar perdas que mudam com o ambiente.
A ideia em uma frase: Mayer percebeu que calor do corpo, oxigênio consumido e trabalho são faces de uma mesma energia que se conserva.
Resposta: soma 31 (01 + 02 + 04 + 08 + 16).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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