Физика. Обмен веществ и энергии. Обмен веществ и энергии составляет основу жизнедеятельности человека. При этих превращениях поглощается и высвобождается энергия. Основным источником энергии для человека являются белки, жиры и углеводы, которые поступают в организм человека вместе с едой. Часть энергии тратится на обмен веществ, часть энергии расходуется в связи с физической деятельностью человека, часть выделяется в виде тепла. Важнейшим механизмом теплоотвода является испарение воды (будем считать этот механизм единственным). Предположим, что человек массой 60 кг получает с едой 2500 ккал в день, и вся эта энергия идёт на теплоотвод. На сколько градусов повысится температура человека массой 60 кг за сутки, если теплоотвода не будет? Укажите только число. Удельную теплоту испарения воды примите равной 2,26 кДж/кг, теплоёмкость человеческого тела примите равной теплоёмкости воды 1 ккал/кг °С (1 кал = 4,19 Дж).
Для расчета температурного повышения используем формулу:
Q = mcΔT
где Q - количество теплоты, m - масса тела, c - теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Поскольку вся энергия идет на теплоотвод, то мы можем выразить количество теплоты через удельную теплоту испарения воды:
Q = m∆H
где ∆H - удельная теплота испарения воды.
Подставим данные:
m = 60 кг
∆H = 2,26 кДж/кг = 2,26 * 10^3 Дж/кг
Q = 60 2,26 10^3 = 135,6 * 10^3 Дж
Теперь можем найти изменение температуры:
mcΔT = Q
60 1 ΔT = 135,6 10^3
ΔT = 135,6 10^3 / 60 = 2260 °C
Ответ: Температура человека повысится на 2260 °C.