Каталог статей

Главная » Статьи » ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

ЭНЕРГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Поговорим об энергии применительно к человеку.

Делюсь с вами интересной информацией.

ВСЯ ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ, ВЫДЕЛИВШАЯСЯ В КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА,
ОТВОДИТСЯ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ:
* кожными покровами: конвекцией, кондукцией, излучением, жидким потом,
выделениями сальных желез, испарением жидких фракций пота и сальных желез,
газовыми выделениями кожи ...
* фекалиями: теплоемкостью, газовыми выделениями
* уриной: теплоемкостью
* слюной: теплоемкостью
* выдыхаемым воздухом: разностью теплосодержания вдыхаемого
и выдыхаемого воздуха
* парами воды в выдыхаемом воздухе: теплотой парообразования
*
работой над внешней средой.
ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ВЫРАБАТЫВАЕТ:
* В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ от 70 до 80 Вт
* СОВЕРШАЯ РАБОТУ СРЕДНЕЙ ТЯЖЕСТИ от 130 до 150 Вт
* ВО ВРЕМЯ ТРУДНОЙ РАБОТЫ от 250 до 290 Вт
* ПРИ ОЧЕНЬ ТЯЖЕЛОЙ РАБОТЕ от 500 до 650 Вт

Предлагаю посчитать сколько за сутки в спокойном состоянии выделяется энергии человеком.

  Беру 70 Вт, N*t=70*3600*24=6*1e6 Дж=6 МДж. А теперь давайте подойдем к этому с другой стороны.

Рекомендуемое суточное потребление с пищей 2000 ккалл.

Переведем энергию в Дж, 1 калл=4.2 Дж, тогда 2000000*4.2=8.4 МДж. Величины похожие.  Посчитанная выше энергия соответствует энергии покоя, при тяжелом физическом труде энергозатраты больше.

В реальности каллории, указанные на упаковках продуктов, соответствуют энергии, выделяемой при сжигании сухого продукта, и имеют отдаленное отношение к усвоению и выделяемой за счет них энергии в организме человека, все-таки внутри организма идет не простая реакция окисления.

Предлагаю оценить тепловую энергию человека с точки зрения термодинамики.

W=i/2 \,\nu R T

i - количество степеней свободы молекул, \,\nu - количество вещества,  R - газовая постоянная,  T - температура тела по Кельвину. Для оценки считаем, что тело состоит из воды, тогда количество степеней свободы 6, \,\nu=m/M,  m - масса тела 100 кг, M  - 18 г (молярная масса воды). Тогда W=43 МДж. 

Этим количеством можно вскипятить 19 кг воды, по энергии это 10 кг в тротиловом эквиваленте. Интересно, что теплота парообразования воды и количество энергии, выделяемой при взрыве тротила,  отличаются меньше, чем в 2 раза.

С точки зрения термодинамики, количество тепловой энергии у живого и даже охлажденного мертвого тела почти не отличаются. Задача умозрительная, так как  извлечь эту энергию не представляется возможным,  для этого температура окружающей среды должна быть около абсолютного нуля.

 

Категория: ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА | Добавил: Lidia (2015-01-13)
Просмотров: 241 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar