Призначення

Плюшевий вирішив, що Квік повинен якнайшвидше схуднути в купальнику, бо інакше він точно не з’явиться з ним у жодному басейні влітку. Зрештою, він не зробить такого сорому! Тому він запропонував план дієти для Квіка. Спробуйте порівняти всіма можливими способами і тим, наскільки людина калібру Квіка (\ (\ SI \), \ (\ SI \)) втрачає тепло, відповідно. які теплові потужності мають такі процеси, при яких він не докладає жодних особливих зусиль (наприклад, дихання…). Зрештою, Квік - лінива істота, і також не можна сказати, що він завжди слухав би свого опудала.

зразок

Спочатку давайте подумаємо, скільки енергії ми отримуємо на день. Слід зазначити, що загальна хімічна енергія, що міститься в їжі, набагато більша за енергію, яку наше тіло може абстрагувати від їжі. Ми хотіли б знати цю частину енергії. Виробники продуктів харчування заощадять нам зусилля. Завдяки їм ми знаємо, скільки калорій отримує організм, тобто скільки енергії наше тіло може виділити з їжі, коли ми щось їмо.

Рекомендована добова енергетична доза становить 2000 ккал. Якщо перетворити калорії в розумні одиниці, ми виявимо, що це приблизно 2325 ват-годин, або \ (\ SI \). Припустимо, що людина, яка рекомендує щоденну дозу енергії, довго не забирає (а отже, не накопичує) жодної енергії у вигляді жиру - тобто вона витрачає всю енергію, яку з’їдає. Основна частина його енергоспоживання - це обмінні процеси. 1 Як фізики, ми знаємо, що енергія не втрачається, тому всі \ (\ SI \) усуваються. Ми виділяємо цю енергію тепловим випромінюванням, диханням, потовиділенням ....

Якщо ми застосуємо закон Стефана-Больцмана для випромінювання абсолютно чорного тіла, \ (P = \ sigma ST ^ 4 \), і зрозуміємо, що кімната також повертає нам енергію, \ (P = \ sigma S \ left (T_ > ^ 4 - T _> ^ 4 \ праворуч) \), де \ (\ сигма \) - постійна Стефана-Больцмана, а \ (S \) - площа тіла, яку ми оцінюємо як \ (\ число \) квадратних метрів. Припустимо, що температура тіла дорівнює \ (\ SI \) 2, а температура в приміщенні \ (\ SI \). Після заміни ми отримуємо дуже велику кількість, тому швидко розуміємо, що порівнювати з чорним тілом не дуже розумно. Якщо ми вдосконалили свою модель за рахунок простоти, нам слід прийти до значення навколо \ (\ SI \) .

Інший спосіб втратити енергію - це проведення теплоти 3: \ (P = h S \ Delta T \), де \ (h \) - коефіцієнт, який пов'язаний з матеріалом і товщиною шару. Після підстановки відповідних значень ми отримуємо результат близько \ (\ SI \), який становить близько \ (\ SI \) на день .

Інший спосіб втратити енергію - це саме дихання. Зазвичай ми видихаємо близько 20 літрів на хвилину, що становить приблизно \ (\ SI \) на день. Ми нагріваємо це повітря приблизно на 10 градусів Цельсія. З калориметричного рівняння ми знаємо, що

\ [Q = c \ rho V \ Delta T \ text \]

Не можна також забувати про вміст водяної пари у видихуваному повітрі. Коли ми вдихаємо, організм реагує з киснем і глюкозою, утворюючи воду. Ця вода виводиться у вигляді водяної пари. Дорослий самець 4 видихає за 24 години у вигляді водяної пари навколо \ (\ SI \) води. Оскільки вода перейшла з рідкого стану в газоподібний, нам потрібно знати коефіцієнт прихованої теплоти при кімнатній температурі. Записано в математиці: \ (Q = l \ cdot m \), де \ (l \) - приховане тепло (вода - повітря) при \ (\ SI \). Після кількісного визначення ми отримуємо приблизно \ (\ SI \) .

Ми також можемо втратити енергію, потіючи. Щодня можна втратити до 10 літрів води. Оскільки Квік не страждає від фізичних навантажень, припустимо, що він втрачає 1 літр поту на день. А тепер давайте подумаємо, як працює механізм потовиділення. Ми потіємо, щоб охолодити тіло. Вся фішка полягає в тому, що вода на нашій шкірі випаровує тіло, і для цього вона споживає енергію \ (Q = 1 м \), де \ (l \) - теплота випаровування при 25 градусах Цельсія. Енергія, втрачена в результаті потовиділення, дорівнює \ (\ SI \) .

Тепер нам потрібно подумати, наскільки точними були наші оцінки. Втратами тепла випромінюванням можна негайно знехтувати, оскільки порівняно з іншими подіями вони насправді незначні. Неточність - це, безумовно, ціла купа, але ми лише намагалися якомога точніше оцінити порядок енергії, яку ми втратимо в даному процесі. Слід зазначити, що частина енергії виводиться у вигляді хімічної енергії з екскрементами та сечею. Ми не розглядали цю хімічну енергію, оскільки це енергія, яку організм не може засвоїти з їжею, тому вона не входить до рекомендованої добової дози ...

Як бонус, зверніть увагу, що ми втрачаємо найбільше тепла, охолоджуючи оточення. Це цілком узгоджується з тим, що ми очікуємо. Відомо, що люди, які живуть у полярних регіонах, їдять набагато більше, ніж ми. Існують також дієти для схуднення, засновані на тому, що люди менше одягаються. Тож якщо ви хочете схуднути, почніть бути жорсткими.

Якщо Квік не є найкращим спортсменом, ми можемо знехтувати енергією, яка витрачається на механічну роботу

це не дуже мудра оцінка, але нам цього достатньо - у голові трохи вища температура, щоб мозок міг працювати в будь-якій ситуації↩

Я гадаю, Квіка вже можна вважати принаймні фізично дорослим, хоча деякі члени ФКС напевно заявляли б про це

Обговорення

Тут ви можете вільно обговорювати рішення, ділитися своїми фрагментами коду тощо.

Ви повинні увійти, щоб додати коментарі.