Известно: вес тела составляет 70 кг, выделяется 2,76 л/минуту, дыхательный коэффициент равен 0,96, время работы

Для определения суммарной энергопродукции и объема пота, необходимого для испарения и поддержания постоянной температуры тела, мы можем использовать уравнение энергетического баланса человека.

Суммарная энергопродукция (W) рассчитывается по формуле:

\[W = P \cdot t\]

где P - мощность работы, а t - время работы. В данном случае, мощность работы (P) можно рассчитать, учитывая КПД (κ) и выделяемую энергию (Q):

\[P = \dfrac{Q}{\Delta t} = \dfrac{Q}{t}\]

где Q - выделяемая энергия за время работы.

Выделяемая энергия (Q) рассчитывается с использованием уравнения теплообмена человека:

\[Q = \dfrac{\dot{Q}}{\text{к.п.т}}\]

где \(\dot{Q}\) - количество тепла, которое выделяется организмом за единицу времени, а к.п.т - дыхательный коэффициент.

Для расчета \(\dot{Q}\), мы можем использовать следующую формулу:

\(\dot{Q} = M \cdot C \cdot \Delta T\)

где M - масса тела, C - удельная теплоемкость организма, \(\Delta T\) - разность температур.

Теплообмен также можно выразить через пот, используя уравнение описывающее испарение:

\(\dot{Q} = \dfrac{m}{t}\)

где m - масса испаряющегося вещества, t - время.

Используя известные величины, мы можем приступить к расчету.

Сначала найдем количество выделяемого тепла:

\(\dot{Q} = M \cdot C \cdot \Delta T = 70 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг}\cdot \Delta T\)

Так как мы хотим определить разность температур (\(\Delta T\)), нам нужно знать значение начальной и конечной температуры тела. Если мы предположим, что температура тела постоянна и равна 37°C, то можем пропустить этот шаг и принять \(\Delta T = 0\).

Теперь мы можем рассчитать количество тепла \(\dot{Q}\):

\(\dot{Q} = 70 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг} \cdot 0 = 0 \, \text{Вт}\)

Так как \(\dot{Q} = 0\), теплообмен происходит только через испарение пота.

Объем пота можно рассчитать следующим образом:

\(\dfrac{m}{t} = \dfrac{V}{\Delta t}\)

где V - объем пота, \(\Delta t\) - время работы.

Используя известные значения, мы найдем:

\(\dfrac{m}{60 \, \text{мин}} = \dfrac{2.76 \, \text{л/мин} \cdot 20 \, \text{кг}\,/\text{м}^3}{60 \, \text{мин} }\)

Раскрывая выражение, получим:

\(m = \dfrac{2.76 \, \text{кг/мин} \cdot 20 \, \text{кг}\,/\text{м}^3 \cdot 60 \, \text{мин}}{1} = 3312 \, \text{кг}\)

Таким образом, суммарная энергопродукция составляет 0 Вт (при условии, что изменение температуры тела равно нулю), а объем пота, необходимый для испарения и поддержания постоянной температуры тела, составляет 3312 кг (на протяжении часа работы).