6.通常情況下人體的溫度高于周?chē)沫h(huán)境溫度,所以人體始終向外散熱.科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,人體每小時(shí)釋放的熱量可以將相當(dāng)于自身質(zhì)量的水的溫度升高2℃.[c=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)一個(gè)質(zhì)量為60kg的學(xué)生每小時(shí)向外釋放的熱量是多少?
(2)人體每秒鐘向外散發(fā)的熱量叫散熱功率,該學(xué)生的散熱功率是多少?
(3)人體消耗的熱量主要來(lái)自碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì),實(shí)驗(yàn)表明消耗1g脂肪可以釋放約4×104J的熱量,若人體白天12h向外釋放的熱量全部由脂肪提供,則需要消耗多少克脂肪?

分析 (1)根據(jù)吸熱公式Q=cm△t求出60kg水溫度升高2℃吸收的熱量,即一個(gè)質(zhì)量為60kg的學(xué)生每小時(shí)向外釋放的熱量;
(2)知道散熱時(shí)間,再利用功率公式P=$\frac{Q}{t}$求學(xué)生的散熱功率;
(3)求出人體白天12h向外釋放的熱量,知道消耗1g脂肪可以釋放約4×104J的熱量,可求需要消耗脂肪的質(zhì)量.

解答 解:(1)60kg水溫度升高2℃吸收的熱量:
Q=cm△t
=4.2×103J/(kg•℃)×60kg×2℃
=5.04×105J,
由題知,人體每小時(shí)釋放的熱量可以將相當(dāng)于自身質(zhì)量的水的溫度升高2℃,
即一個(gè)質(zhì)量為60kg的學(xué)生每小時(shí)向外釋放的熱量:
Q=Q=5.04×105J.
(2)散熱時(shí)間t=1h=3600s,
該學(xué)生的散熱功率:
P=$\frac{{Q}_{放}}{t}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{3600s}$=140W;
(3)人體白天12h向外釋放的熱量:
Q=Q×12=5.04×105J×12=6.048×106J,
需要消耗脂肪的質(zhì)量:
m=$\frac{6.048×1{0}^{6}J}{4×1{0}^{4}J/g}$=151.2g.
答:(1)一個(gè)質(zhì)量為60kg的學(xué)生每小時(shí)向外釋放的熱量是5.04×105J;
(2)人體每秒鐘向外散發(fā)的熱量叫散熱功率,該學(xué)生的散熱功率是140W;
(3)需要消耗151.2g脂肪.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、功率公式的掌握和運(yùn)用,關(guān)鍵能從題意中通過(guò)審題找出有用的信息,用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,計(jì)算有關(guān)自己的散熱及散熱功率,學(xué)生感興趣!

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