Misiune

Plush a decis ca Kvík să slăbească într-un costum de baie cât mai curând posibil, pentru că altfel cu siguranță nu va apărea cu el la vreo piscină. La urma urmei, nu va face o asemenea rușine! Prin urmare, el a propus un plan de dietă pentru Kvik. Încercați să comparați în toate modurile posibile și în cât de mult pierde căldura o persoană de calibru Kvik (\ (\ SI \), \ (\ SI \)), resp. care sunt ieșirile de căldură ale unor astfel de procese, în care nu exercită niciun efort special (cum ar fi respirația, ...). La urma urmei, Kvík este o creatură leneșă și este, de asemenea, imposibil să spunem că ar asculta mereu animalul său de pluș.

care este

În primul rând, să ne gândim câtă energie primim pe zi. Trebuie remarcat faptul că energia chimică totală conținută în alimente este mult mai mare decât energia pe care corpul nostru o poate extrage din alimente. Am dori să cunoaștem această parte a energiei. Producătorii de alimente ne vor economisi efortul. Datorită lor, știm câte calorii primește corpul, adică câtă energie poate elibera corpul nostru din alimente atunci când mâncăm ceva.

Doza zilnică recomandată de energie este de 2000 kcal. Dacă convertim caloriile în unități rezonabile, vom constata că este în jur de 2325 de wați-oră sau \ (\ SI \). Să presupunem că o persoană care este doza zilnică recomandată de energie nu preia (și, prin urmare, nu stochează) nicio energie sub formă de grăsimi pentru o lungă perioadă de timp - adică se pierde și toată energia consumată. Principala parte a consumului său de energie este procesele metabolice. 1 În calitate de fizicieni, știm că energia nu se pierde, deci toate \ (\ SI \) sunt eliminate. Excretăm această energie prin radiații de căldură, respirație, transpirație ....

Dacă folosim legea lui Stefan-Boltzmann pentru radiația unui corp absolut negru, \ (P = \ sigma ST ^ 4 \) și ne dăm seama că încăperea ne returnează energie, \ (P = \ sigma S \ left (T_ > ^ 4 - T _> ^ 4 \ right) \), unde \ (\ sigma \) este constanta Stefan-Boltzmann și \ (S \) este aria corpului, pe care o estimăm ca \ (\ num \) metri pătrați. Să presupunem că temperatura corpului este \ (\ SI \) 2 și că temperatura camerei este \ (\ SI \). După înlocuire, obținem un număr foarte mare, așa că ne dăm seama rapid că compararea cu un corp negru nu este foarte sensibilă. Dacă ne-am îmbunătățit modelul în detrimentul simplității, ar trebui să venim cu o valoare în jurul \ (\ SI \) .

O altă modalitate de a pierde energie este prin conducerea căldurii 3: \ (P = h S \ Delta T \), unde \ (h \) este un coeficient care este legat de material și de grosimea stratului. După înlocuirea valorilor corespunzătoare, obținem rezultatul în jurul valorii de \ (\ SI \), care este aproximativ \ (\ SI \) pe zi .

O altă modalitate prin care putem pierde energie este respirația. În mod normal expirăm aproximativ 20 de litri pe minut, ceea ce înseamnă aproximativ \ (\ SI \) pe zi. Încălzim acest aer cu aproximativ 10 grade Celsius. Din ecuația calorimetrică știm că

\ [Q = c \ rho V \ Delta T \ text \]

De asemenea, nu trebuie să uităm conținutul de vapori de apă din aerul expirat. Când inspirăm, corpul reacționează cu oxigenul și glucoza pentru a forma apă. Această apă este excretată sub formă de vapori de apă. Un mascul adult 4 expiră în 24 de ore sub formă de vapori de apă în jurul \ (\ SI \) apei. Deoarece apa s-a schimbat de la o stare lichidă la una gazoasă, trebuie să cunoaștem coeficientul de căldură latentă la temperatura camerei. Scris în matematică: \ (Q = l \ cdot m \), unde \ (l \) este căldura latentă (apă - aer) la \ (\ SI \). După cuantificare obținem aproximativ \ (\ SI \) .

De asemenea, putem pierde energie prin transpirație. Se poate pierde până la 10 litri de apă pe zi. Deoarece Kvik nu suferă de efort fizic, să presupunem că pierde 1 litru de sudoare pe zi. Acum să ne gândim cum funcționează mecanismul de transpirație. Transpirăm pentru a răci corpul. Tot trucul este că apa de pe pielea noastră evaporă corpul și pentru aceasta consumă energie \ (Q = 1 m \), unde \ (l \) este căldura de vaporizare la 25 de grade Celsius. Energia pierdută prin transpirație este egală cu \ (\ SI \) .

Acum trebuie să ne gândim cât de exacte au fost estimările noastre. Pierderea de căldură prin radiație poate fi neglijată imediat, deoarece, comparativ cu alte evenimente, este cu adevărat mică. Inexactitatea este cu siguranță întreaga grămadă, dar am încercat doar să estimăm cât mai exact ordinea energiei pe care o vom pierde într-un proces dat. Trebuie remarcat faptul că o parte din energie este excretată sub formă de energie chimică în excrement și urină. Nu am luat în considerare această energie chimică, deoarece este o energie pe care organismul nu o poate absorbi din alimente, deci nu este inclusă în doza zilnică recomandată ...

Ca bonus, observați că pierdem cea mai mare căldură prin răcirea împrejurimilor noastre. Acest lucru este complet în concordanță cu ceea ce ne așteptăm. Se știe că oamenii care trăiesc în regiunile polare mănâncă mult mai mult decât noi. Există, de asemenea, diete de slăbire bazate pe faptul că oamenii se îmbracă mai puțin. Deci, dacă vrei să slăbești, începe să fii dur.

Dacă Kvík nu este un sportiv de top, putem neglija energia consumată pentru lucrări mecanice

ceea ce nu este o estimare foarte înțeleaptă, dar este suficient pentru noi - capul are o temperatură ușor mai mare, astfel încât creierul să poată funcționa în orice situație↩

Presupun că Kvík poate fi deja considerat cel puțin fizic adult, deși unii membri ai FKS ar pretinde cu siguranță că ei

Discuţie

Aici puteți discuta în mod liber soluția, puteți partaja fragmentele de cod și așa mai departe.

Trebuie să fiți conectat pentru a adăuga comentarii.