Question

6．通常情況下人體的溫度高于周圍的環(huán)境溫度，所以人體始終向外散熱．科學實驗表明，人體每小時釋放的熱量可以將相當于自身質(zhì)量的水的溫度升高2℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）一個質(zhì)量為60kg的學生每小時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，該學生的散熱功率是多少？
（3）人體消耗的熱量主要來自碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，實驗表明消耗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？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t求出60kg水溫度升高2℃吸收的熱量，即一個質(zhì)量為60kg的學生每小時向外釋放的熱量；
（2）知道散熱時間，再利用功率公式P=$\frac{Q}{t}$求學生的散熱功率；
（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_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×2℃
=5.04×10⁵J，
由題知，人體每小時釋放的熱量可以將相當于自身質(zhì)量的水的溫度升高2℃，
即一個質(zhì)量為60kg的學生每小時向外釋放的熱量：
Q_放=Q_吸=5.04×10⁵J．
（2）散熱時間t=1h=3600s，
該學生的散熱功率：
P_散=$\frac{{Q}_{放}}{t}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{3600s}$=140W；
（3）人體白天12h向外釋放的熱量：
Q=Q_放×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）一個質(zhì)量為60kg的學生每小時向外釋放的熱量是5.04×10⁵J；
（2）人體每秒鐘向外散發(fā)的熱量叫散熱功率，該學生的散熱功率是140W；
（3）需要消耗151.2g脂肪．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、功率公式的掌握和運用，關(guān)鍵能從題意中通過審題找出有用的信息，用所學物理知識解決實際問題，計算有關(guān)自己的散熱及散熱功率，學生感興趣！