Человеческий организм в среднем выделяет 104 кДж в день благодаря метаболическим процессам. Основной механизм потери этой  энергии – испарение воды. Какую массу воды должен ежедневно испарять организм для поддержания постоянной температуры? Удельная теплота испарения воды равна 2260 Дж/г. На сколько градусов повысилась бы температура тела, если бы организм был изолированной системой? Примите, что средняя масса человека составляет 65 кг, а теплоемкость равна теплоемкости жидкой воды.
от

1 Ответ

Дано:  
Q = 104 кДж = 104000 Дж (энергия, выделяемая организмом в день)  
λ = 2260 Дж/г (удельная теплота испарения воды)  
m_person = 65 кг = 65000 г (масса среднего человека)  
c_water = c_human (теплоемкость человека равна теплоемкости жидкой воды)  

Найти:  
1. Массу воды, которую должен ежедневно испарять организм для поддержания постоянной температуры  
2. На сколько градусов повысилась бы температура тела, если бы организм был изолированной системой  

Решение:  
1. Рассчитаем массу испаряемой воды:  
Q = m_water * λ  
m_water = Q / λ = 104000 / 2260 ≈ 46 г  

2. Для расчета изменения температуры воспользуемся уравнением теплового баланса:  
Q = m * c * ΔT  
ΔT = Q / (m * c) = 104000 / (65000 * 4.18) ≈ 3.14 °C  

Ответ:  
1. Организм должен ежедневно испарять примерно 46 г воды.  
2. Если бы организм был изолированной системой, его температура повысилась бы на примерно 3.14 °C.
от