سوال ۲۵۲ شیمی کنکور تجربی ۱۳۹۹ با پاسخ تشریحی

۱. محاسبهٔ انرژی وعدهٔ غذایی
طبق کتاب، انرژی حاصل از مصرف مقدار معینی غذا را می‌توان با استفاده از ارزش سوختی و جرم مصرفی آن محاسبه کرد (شیمی ۲، صفحات ۷۲–۷۳). چون داده‌های جدول برای $100\,\mathrm{g}$ از هر خوراکی هستند، داریم:

تخم‌مرغ:
$E_1=\frac{100}{100}\times140=140\,\mathrm{kcal}$

نان:
$E_2=\frac{146}{100}\times250=365\,\mathrm{kcal}$

سیب‌زمینی:
$E_3=\frac{50}{100}\times70=35\,\mathrm{kcal}$

پس انرژی کل وعده برابر است با:
$E_{\text{کل}}=140+365+35=540\,\mathrm{kcal}$

۲. تبدیل انرژی غذا به ژول
کتاب، ژول و کالری را از یکاهای انرژی معرفی می‌کند (شیمی ۲، صفحهٔ ۵۸). در این مسئله باید از تقریب داده‌شده در صورت سؤال، یعنی $1\,\mathrm{cal}=4.2\,\mathrm{J}$، استفاده کنیم:

$E_{\text{کل}}=540\,\mathrm{kcal}\times\frac{1000\,\mathrm{cal}}{1\,\mathrm{kcal}}\times\frac{4.2\,\mathrm{J}}{1\,\mathrm{cal}}=2{,}268{,}000\,\mathrm{J}$

۳. محاسبهٔ انرژی لازم برای تپش قلب در یک شبانه‌روز
با آهنگ $75$ تپش در دقیقه، تعداد تپش‌های روزانه برابر است با:

$N=75\times60\times24=108{,}000$

چون هر تپش به $1\,\mathrm{J}$ انرژی نیاز دارد، مصرف انرژی روزانهٔ قلب برابر است با:

$E_{\text{روزانه}}=108{,}000\times1=108{,}000\,\mathrm{J}$

۴. محاسبهٔ مدت تأمین انرژی
با فرض مسئله که تمام انرژی این وعده صرف تپش قلب شود، تعداد روزها از تقسیم انرژی کل بر مصرف روزانه به دست می‌آید:

$n=\frac{2{,}268{,}000}{108{,}000}=21$

بنابراین این وعده، در چارچوب فرض‌های سؤال، انرژی لازم برای تپش قلب را به مدت $21$ روز تأمین می‌کند؛ نه انرژی لازم برای همهٔ فعالیت‌های بدن را.

پاسخ: گزینهٔ ۳