Разбор 17 задания ВПР 2019 по физике 11 класс из образца

Разбор 17 задания ВПР 2019 по физике 11 класс из образца. Проверяемые элементы содержания: формулировка выводов на основе текста, интерпретация текстовой информации.

Какое примерно количество теплоты отдает тело человека каждый час в процессе испарения пота при температуре окружающей среды 37-39 °С?


Теплообмен

Теплообмен тела человека с окружающей средой может осуществляться, путем всех трех видов теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения), а также за счёт испарения воды с поверхности тела.

Перенос тепла в случае теплопроводности прямо пропорционален разности температуры тела и температуры окружающей среды. Чем больше разность температур, тем интенсивнее происходит теплоотдача энергии живым организмом в окружающую среду. Кроме того, большое значение имеет коэффициент теплопроводности окружающей среды. Известно, что коэффициент теплопроводности для воды (при 20 °С) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для сухого воздуха — примерно 0,08 кДж/(ч·м·°С). Поэтому для человека теплопроводность через воздух составляет очень незначительную величину.

Диаграмма Идеальный теплообмен

Теплоотдача излучением для человека в состоянии покоя составляет 43-50% всей потери тепла. Излучение человеческого тела характеризуется длиной волны от 5 до 40 мкм с максимальной длиной волны в 9 мкм.

Испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела. При низкой температуре воздуха конвенция и излучение с поверхности тела человека составляют около 90% общей суточной теплоотдачи, а испарение при дыхании — 9-10%. При температуре 18-20 °С теплоотдача за счёт конвенции и излучения уменьшается, а за счет испарения увеличивается до 25-27%.

При температуре воздуха 34-35 °С испарение пота становится единственным путем, с помощью которого организм освобождается от избыточного тепла. На каждый литр испарившегося пота кожа теряет количество теплоты, равное 2400 кДж, она становится холоднее, охлаждается и протекающая через неё кровь.

Если при температуре окружающей среды 37-39 °С потеря воды с потом составляет около 300 г/ч, то при температуре 42 °С и более она повышается до 1-2 кг/ч. Испарение эффективно только тогда, когда воздух сухой и подвижный. Если воздух влажный и неподвижный, испарение происходит очень медленно. Вот почему особенно тяжело переносится жара во влажных субтропиках.

Самый простой и наиболее эффективный способ охлаждения организма путем испарения (при невысокой физической активности) — усиление дыхания. Ведь легкие работают еще и в качестве холодильника. Выдыхаемый воздух всегда имеет стопроцентную влажность, а на испарение воды с громадной поверхности легких уходит большое количество избыточного тепла. Именно так охлаждают свой организм многие животные.

Разбор 17 задания ВПР 2019 по физике 11 класс

При температуре воздуха выше 34 °С испарение пота становится единственным путем, с помощью которого организм освобождается от избыточного тепла. При температуре окружающей среды 37-39 °С потеря воды с потом составляет около 300 г/ч. На каждый литр испарившегося пота кожа теряет количество теплоты, равное 2400 кДж, она становится холоднее, охлаждается и протекающая через нее кровь.

Составим пропорцию:

1 л — 2400 кДж
0,3 л (300 г) — х кДж

2400 ⋅ 0,3/1 = 720 (кДж)

Таким образом при температуре окружающей среды 37-39 °С тело человека каждый час отдает примерно 720 кДж тепла.

Ответ:
720 кДж

Опубликовано: 20.01.2020 Обновлено: 20.01.2020
Поделись с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

12 − три =