Человек при спокойном ритме дыхания совершает около 15 вдохов и выдохов в минуту. В среднем объём вдыхаемого воздуха при таком дыхании составляет 2 литра. Температура воздуха в комнате 24C, а выдыхаемого 34C`, давление нормальное атмосферное. Пренебрегая изменением химического состава воздуха, и считая его идеальным газом, найдите потери энергии человеком за время ночного сна (8 часов), вычислите мощность тепловых потерь через дыхание. Сравните найденную величину со средней мощностью тепловых потерь через поверхность тела во время сна (примите последнюю за 100 Вт). Оцените тепловую мощность потерь на дыхание при интенсивной нагрузке. Сравните ее с мощностью теплового потока потерь через поверхность тела при средней и интенсивной нагрузке.

Объяснение:

n/t=15 вдохов. в минуту = 15/60 вдохов в секунду

при вдохе V1=0,002m^3

за секунду V1*n/t=0,002m^3*15/60 вдохов в секунду=0,0005m^3/сек

в молях

v/t = V1*n/(t*V0)=0,0005m^3/сек/0,0224 m^3 = 0,0223 моль/сек

воздух двухатомный идеальный газ, молекула имеет i=5 степеней свободы

показатель адиабаты Г = (i+2)/i = 7/5

давление в помещении не меняется поэтому используем молярную теплоемкость ср

ср=Г* R/( Г-1) = (7/5)*R / (2/5) = 7/2 R = 3,5 R

мощность потерь тепла = количество газа*теплоемкость*изменение температуры

P=v/t *ср *(T2-T1) =  0,0223 *3,5*8,31*(34-24) Вт = 6,48 Вт - если сравнить с потерями тепла через поверхность, то потери тепла через дыхание намного меньше

в 100/6,48 = 15,4 раз

за ночь выделится тепло

Q = P*t = 6,48*8*60*60 Дж = 186795 Дж ~ 187 кДж

Оцените тепловую мощность потерь на дыхание при интенсивной нагрузке. Сравните ее с мощностью теплового потока потерь через поверхность тела при средней и интенсивной нагрузке.

думаю что здесь нужно подсчитать число вдохов выдохов при нагрузке, вычислить то же самое при  n/t =? вдохов. в минуту и сравнить с табличными данными потерь при нагрузке. таких таблиц у меня нет. поэтому сделаете самостоятельно.