Задание 22 ЕГЭ по физике · BEDE43
Потеря воды при дыхании
В комнате при 20 °С относительная влажность воздуха составляет 40%. При умеренной физической нагрузке через лёгкие человека проходит 15 л воздуха за 1 мин. Выдыхаемый воздух имеет температуру 34 °С и относительную влажность 100%. Давление насыщенного водяного пара при 20 °С равно
2,34 кПа, а при 34 °С – 5,32 кПа. Какую массу воды теряет тело человека за 1 ч за счёт дыхания? Считать, что объём выдыхаемого воздуха равен объёму, который проходит через лёгкие человека. Влажность воздуха в комнате считать неизменной.
2,34 кПа, а при 34 °С – 5,32 кПа. Какую массу воды теряет тело человека за 1 ч за счёт дыхания? Считать, что объём выдыхаемого воздуха равен объёму, который проходит через лёгкие человека. Влажность воздуха в комнате считать неизменной.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Парциальное давление водяного пара во вдыхаемом воздухе определяется относительной влажностью комнаты:
p1=φpнас,20=0,40⋅2,34 кПа=0,936 кПа=936 Па
В выдыхаемом воздухе влажность равна 100%, поэтому давление водяного пара равно давлению насыщенного пара при 34 °C:
p2=pнас,34=5,32 кПа=5320 Па
Переведём температуры в кельвины и найдём объём воздуха, проходящего через лёгкие за час:
T1=293 К,T2=307 К,V=15⋅60 л=900 л=0,9 м3
По уравнению идеального газа масса водяного пара в объёме V равна m=pVMRT. Поэтому масса воды, полученная из воздуха при дыхании за час, равна:
Δm=VMp2RT2−p1RT1
Подставим M=18⋅10−3 кг/моль и R=8,31 Дж/(моль⋅К):
Δm=0,9⋅18⋅10−353208,31⋅307−9368,31⋅293≈2,76⋅10−2 кг
p1=φpнас,20=0,40⋅2,34 кПа=0,936 кПа=936 Па
В выдыхаемом воздухе влажность равна 100%, поэтому давление водяного пара равно давлению насыщенного пара при 34 °C:
p2=pнас,34=5,32 кПа=5320 Па
Переведём температуры в кельвины и найдём объём воздуха, проходящего через лёгкие за час:
T1=293 К,T2=307 К,V=15⋅60 л=900 л=0,9 м3
По уравнению идеального газа масса водяного пара в объёме V равна m=pVMRT. Поэтому масса воды, полученная из воздуха при дыхании за час, равна:
Δm=VMp2RT2−p1RT1
Подставим M=18⋅10−3 кг/моль и R=8,31 Дж/(моль⋅К):
Δm=0,9⋅18⋅10−353208,31⋅307−9368,31⋅293≈2,76⋅10−2 кг
Пример ответа
Тело человека теряет за 1 ч примерно 2,8·10−2 кг, или 28 г воды.
Источник: Открытый банк ФИПИ BEDE43
Похожие задания
22В комнате при 20 °С относительная влажность воздуха составляет 40%. В состоянии покоя через лёгкие человека…Потеря воды при дыхании · 830FF922Тело движется прямолинейно с постоянным ускорением из состояния покоя. На некотором участке пути за 2 с…Время до участка движения · 08300622Фототок с литиевого фотокатода, освещаемого монохроматическим излучением с длиной волны l0, прекращается при…Определение длины волны фотокатода · 0B795422Груз массой m = 2,0 кг и объёмом V = 10^( – 3) м^(3), подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в жидкость…Плотность жидкости по силе Архимеда · 16C3B922Автомобиль массой 1700 кг двигался по дороге. Его положение на дороге изменялось согласно графику зависимости…Максимальная кинетическая энергия автомобиля · 17257D22Однородный цилиндр объёмом 4·10^(–4) м^(3) подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность…Плотность цилиндра в воде · 1F1FD6
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.