Los ejercicios sobre valores energéticos de alimentos y combustibles permiten aplicar principios de la termoquímica a situaciones cotidianas, como la alimentación o el uso de energías fósiles. Al relacionar la energía liberada en reacciones químicas con unidades como kilojulios (kJ) o calorías, se desarrollan habilidades para estimar el aporte energético de nutrientes o el rendimiento de distintos compuestos orgánicos. Estos problemas también abordan conceptos como entalpía de combustión, formación de productos y eficiencia energética, y son útiles para comprender tanto el metabolismo humano como la utilización industrial de combustibles. Su resolución requiere interpretar datos químicos y aplicar relaciones estequiométricas con sentido práctico.
Química de Brown
15ed. Muestra 5.14
(a) Una porción de 28 g de un cereal popular para el desayuno, servido con 120 mL de leche descremada, proporciona 8 g de proteína, 26 g de carbohidratos y 2 g de grasa. Usando los valores energéticos promedio de estas sustancias, estima el valor energético de esta porción.
(b) Una persona de peso promedio utiliza aproximadamente 420 kJ por kilómetro al correr o trotar. ¿Cuántas porciones de este cereal proporcionan la energía necesaria para correr 3 km?
15ed. Práctica 5.14
(a) Los fríjoles rojos secos contienen 62% de carbohidratos, 22% de proteína y 1,5% de grasa. Estima el valor energético de estos fríjoles.
(b) Durante una actividad muy ligera, como leer o ver televisión, un adulto promedio gasta aproximadamente 7 kJ por minuto. ¿Cuántos minutos de esa actividad pueden sostenerse con la energía proporcionada por una porción de sopa de pollo con fideos que contiene 13 g de proteína, 15 g de carbohidratos y 5 g de grasa?
15ed. Ejercicio 5.46
(a) Una porción de una comida lista para servir de arroz integral con arroz salvaje contiene 4,5 g de grasa, 42 g de carbohidratos y 4,0 g de proteína. Estima el número de calorías en una porción.
(b) Según su etiqueta nutricional, esta comida también contiene 140 mg de iones potasio. ¿Crees que el potasio contribuye al contenido calórico del alimento?
15ed. Ejercicio 5.47
El calor de combustión de la fructosa (C₆H₁₂O₆) es -2812 kJ/mol. Si una manzana fresca Golden Delicious que pesa 120 g contiene 16,0 g de fructosa, ¿cuál es el contenido calórico que aporta la fructosa a la manzana?
15ed. Ejercicio 5.48
Las entalpías estándar de formación del proquino (C₃H₄), propeno (C₃H₆) y propano (C₃H₈) en estado gaseoso son +185,4, +20,4 y -103,8 kJ/mol, respectivamente.
(a) Calcula el calor liberado por mol en la combustión de cada sustancia para dar CO₂(g) y H₂O(g).
(b) Calcula el calor liberado al quemar 1 kg de cada sustancia.
(c) ¿Cuál es el combustible más eficiente en términos de calor liberado por unidad de masa?
15ed. Ejercicio 5.101
(a) ¿Qué libera más energía al metabolizarse: 1 g de carbohidratos o 1 g de grasa?
(b) Un determinado snack de papas contiene 12% de proteína, 14% de grasa y el resto es carbohidrato. ¿Qué porcentaje del contenido calórico de este alimento proviene de la grasa?
(c) ¿Cuántos gramos de proteína proporcionan el mismo valor energético que 25 g de grasa?
15ed. Ejercicio 5.102
Una hamburguesa contiene 28 g de grasa, 46 g de carbohidratos y 25 g de proteína. ¿Cuál es el valor energético en kJ de una hamburguesa? ¿Cuántas calorías aporta?
15ed. Ejercicio 5.103
El calor de combustión del etanol (C₂H₅OH, líquido) es -1367 kJ/mol. Una botella de cerveza stout (cerveza oscura) puede contener hasta un 6,0% de etanol en masa. Suponiendo que la densidad de la cerveza es 1,0 g/mL, ¿cuál es el contenido calórico debido al alcohol (etanol) en una botella de 500 mL?
15ed. Ejercicio 5.104
Es interesante comparar el “valor energético” de un hidrocarburo en un mundo hipotético donde el agente oxidante no es el oxígeno. La entalpía de formación del CF₄(g) es -679,9 kJ/mol. ¿Cuál de las siguientes dos reacciones es más exotérmica?
CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g)
CH₄(g) + 4 F₂(g) → CF₄(g) + 4 HF(g)
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