Разбор 18 задания ВПР 2019 по физике 11 класс из образца. Проверяемые элементы содержания: применение информации из текста и имеющихся знаний при решении задач.
В таблице приведены данные о теплоотдаче тела человека посредством различных способов.
| Способ теплоотдачи | Процент теплоотдачи организма за сутки, % |
| Излучение | 43,0 |
| Конвекция | 22,0 |
| Испарение через кожу | 17,5 |
| Испарение через легкие | 9,0 |
| Нагревание вдыхаемого воздуха | 3,5 |
| Прочее | 5,0 |
| Всего | 100,0 |
Какому диапазону температур воздуха соответствует такое распределение теплопотерь (в отсутствии физических нагрузок)? Ответ поясните.
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.
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 18 задания ВПР 2019 по физике 11 класс
1. Температуре 18-20 °С.
2. Согласно таблице, на конвекцию и излучение приходится 67% теплопотерь, что не соответствует низким температурам, а на испарение — 26,5%, что соответствует температуре 18-20 °С.
Из таблицы видно, что основным процессом теплообмена тела человека при данных условиях является теплообмен через излучение, а испарение через кожу и легкие составляет 26,5%. Согласно тексту, такой режим теплообмена соответствует температуре окружающей среды 18-20 °С.
Ответ:
18-20 °С