Какова масса пота, выделенного после интенсивных спортивных соревнований, во время которых общая теплоотдача составляла 600 ккал в час, с учетом того, что 75% тепла было отдано в виде испарения, 12% - в результате радиации, а 13% - благодаря конвекции?
Жираф
Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые физические величины и формулы. Давайте начнем с определения, что такое калория (ккал). Калория — это единица измерения энергии. В нашем случае, 600 ккал — это количество теплоты, которое было отдано организмом во время спортивных соревнований.
Мы знаем, что 75% этой теплоты было отдано в виде испарения. Теплота, которая уходит при испарении пота, выражается через массу и теплоту испарения:
\[
Q_{\text{исп}} = m_{\text{пота}} \cdot \lambda
\]
где \(Q_{\text{исп}}\) - количество теплоты, отданное в виде испарения, \(m_{\text{пота}}\) - масса пота, \(\lambda\) - теплота испарения.
Теплота испарения воды составляет около 540 ккал/кг. Заменим эту величину в формуле:
\[
Q_{\text{исп}} = m_{\text{пота}} \cdot 540 \, \text{ккал/кг}
\]
Теперь рассмотрим 12% тепла, которое уходит в результате радиации, и 13% благодаря конвекции. Нам нужно найти массу пота, поэтому выразим теплоты радиации и конвекции через массу пота:
\[
Q_{\text{рад}} = m_{\text{пота}} \cdot c_{\text{рад}}
\]
\[
Q_{\text{конв}} = m_{\text{пота}} \cdot c_{\text{конв}}
\]
где \(Q_{\text{рад}}\) и \(Q_{\text{конв}}\) - количество теплоты, отданное в результате радиации и конвекции соответственно, \(c_{\text{рад}}\) и \(c_{\text{конв}}\) - соответствующие коэффициенты.
Из условия задачи известно, что 12% тепла уходит в результате радиации, поэтому \(c_{\text{рад}} = 0.12 \times 600 \, \text{ккал/час}\). Аналогично, для конвекции: \(c_{\text{конв}} = 0.13 \times 600 \, \text{ккал/час}\).
Теперь мы можем записать уравнение, суммирующее все теплоты:
\[
Q_{\text{исп}} + Q_{\text{рад}} + Q_{\text{конв}} = 600 \, \text{ккал/час}
\]
Подставим значения и найдем массу пота:
\[
m_{\text{пота}} \cdot 540 \, \text{ккал/кг} + m_{\text{пота}} \cdot 0.12 \times 600 \, \text{ккал/час} + m_{\text{пота}} \cdot 0.13 \times 600 \, \text{ккал/час} = 600 \, \text{ккал/час}
\]
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
\[
m_{\text{пота}} (540 + 0.12 \times 600 + 0.13 \times 600) = 600
\]
\[
m_{\text{пота}} \cdot (540 + 72 + 78) = 600
\]
\[
m_{\text{пота}} \cdot 690 = 600
\]
Теперь остается только найти массу пота:
\[
m_{\text{пота}} = \frac{600}{690} \approx 0.8696 \, \text{кг}
\]
Итак, масса пота, выделенного после интенсивных спортивных соревнований, составляет около 0.8696 килограмма.
Мы знаем, что 75% этой теплоты было отдано в виде испарения. Теплота, которая уходит при испарении пота, выражается через массу и теплоту испарения:
\[
Q_{\text{исп}} = m_{\text{пота}} \cdot \lambda
\]
где \(Q_{\text{исп}}\) - количество теплоты, отданное в виде испарения, \(m_{\text{пота}}\) - масса пота, \(\lambda\) - теплота испарения.
Теплота испарения воды составляет около 540 ккал/кг. Заменим эту величину в формуле:
\[
Q_{\text{исп}} = m_{\text{пота}} \cdot 540 \, \text{ккал/кг}
\]
Теперь рассмотрим 12% тепла, которое уходит в результате радиации, и 13% благодаря конвекции. Нам нужно найти массу пота, поэтому выразим теплоты радиации и конвекции через массу пота:
\[
Q_{\text{рад}} = m_{\text{пота}} \cdot c_{\text{рад}}
\]
\[
Q_{\text{конв}} = m_{\text{пота}} \cdot c_{\text{конв}}
\]
где \(Q_{\text{рад}}\) и \(Q_{\text{конв}}\) - количество теплоты, отданное в результате радиации и конвекции соответственно, \(c_{\text{рад}}\) и \(c_{\text{конв}}\) - соответствующие коэффициенты.
Из условия задачи известно, что 12% тепла уходит в результате радиации, поэтому \(c_{\text{рад}} = 0.12 \times 600 \, \text{ккал/час}\). Аналогично, для конвекции: \(c_{\text{конв}} = 0.13 \times 600 \, \text{ккал/час}\).
Теперь мы можем записать уравнение, суммирующее все теплоты:
\[
Q_{\text{исп}} + Q_{\text{рад}} + Q_{\text{конв}} = 600 \, \text{ккал/час}
\]
Подставим значения и найдем массу пота:
\[
m_{\text{пота}} \cdot 540 \, \text{ккал/кг} + m_{\text{пота}} \cdot 0.12 \times 600 \, \text{ккал/час} + m_{\text{пота}} \cdot 0.13 \times 600 \, \text{ккал/час} = 600 \, \text{ккал/час}
\]
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
\[
m_{\text{пота}} (540 + 0.12 \times 600 + 0.13 \times 600) = 600
\]
\[
m_{\text{пота}} \cdot (540 + 72 + 78) = 600
\]
\[
m_{\text{пота}} \cdot 690 = 600
\]
Теперь остается только найти массу пота:
\[
m_{\text{пота}} = \frac{600}{690} \approx 0.8696 \, \text{кг}
\]
Итак, масса пота, выделенного после интенсивных спортивных соревнований, составляет около 0.8696 килограмма.
Знаешь ответ?