Nombre: Equipo “Los Noobs” Matrícula: 999999

Nombre del curso: Termodinámica Nombre del profesor: Roberto Castillo

Módulo: 1. Termodinámica Actividad: Practica Profesional

Fecha: 19/03/2014

Bibliografía:

Física Universitaria 12E vol1

Ejemplo 19.2

Para quemar un postre

Problema:Un estudiante se propone comer un mantecado de 900 calorías (con crema batida) y luego subir corriendo varios tramos de escaleras para quemar la energía que ingirió. ¿A qué altura debe ascender? Suponga que la masa del estudiante es de 60.0 kg.

Solución:

IDENTIFICAR: La ingestión del mantecado corresponde a un flujo de calor hacia el cuerpo, mientras que la subida de las escaleras implica efectuar trabajo. Podemos relacionar estas cantidades con la primera ley de la termodinámica.

PLANTEAR: El sistema consiste del cuerpo del estudiante. Nos dicen que 900 calorías alimentarias de calor entran en el organismo. El objetivo de subir corriendo las escaleras es lograr que el estado final del sistema sea igual al inicial (ni más gordo ni más delgado), así que no hay cambio neto de energía interna: DU = 0. El trabajo necesario para elevar una masa m una altura h es W = mgh; la incógnita es h.

EJECUTAR: Usamos la primera ley de la termodinámica: DU = 0 = Q - W, así que Q = W : el trabajo efectuado subiendo escaleras debe ser igual al calor aportado por el mantecado. Utilizando W 5 mgh, la altura que hay que subir es h 5 Q>mg. Antes de sustituir valores en esta ecuación, convertimos

unidades: una caloría de valor alimentario es 1 kcal 5 1000 cal 5 4190 J (con tres cifras significativas), así que

Q = 900 kcal 1 4190 J/1 kcal 2 = 3.77 3 106 J

Entonces

EVALUAR: ¡Buena suerte! Hemos supuesto una eficiencia de conversión de energía alimentaria en trabajo mecánico del 100%; esto no es muy realista. Por lo tanto, la distancia real que tendría que ascender es bastante menor que la calculada.