Біофізика і біомеханіка - В. С. Антонюк - 2012

Розділ 2. ТЕРМОДИНАМІКА БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ТА СИСТЕМ

Задачі для самостійного розв'язання

1. Визначте витрату енергії людини в стані м’язового спокою, якщо за 10 хв вона видихає 60 л повітря, у якому міститься 15 % кисню і 5 % вуглекислого газу.

2. Спортсмен, пробігаючи дистанцію, видихає за 1 хв 9 л повітря, у якому міститься 12 % кисню і 8 % вуглекислого газу. Визначте витрату енергії спортсмена за 5 хв дистанції.

3. Визначте калоричний коефіцієнт кисню у разі окиснення глюкози, якщо з експериментів з калориметричною бомбою відомо, що в процесі окис- нювання 1 г глюкози виділяється 15,7 кДж теплоти.

4. За непрямої калориметрії енергетичні витрати людини за 10 хв становлять 84 кДж. Який об’єм кисню вона видихнула, якщо відомо, що у видихуваному повітрі містилося 13 % кисню і 7 % вуглекислого газу ?

5. Кролик масою 1,5 кг поглинув за 1 год 1,5 л кисню. Скільки енергії на 1 кг маси витрачає кролик за добу, якщо середній калоричний еквівалент кисню 20,52 кДж?

6. Скільки корисної роботи витрачається на згоряння 1 моль глюкози, якщо припустити, що тіло людини працює, як теплова машина (η = 30 % )?

7. Дієта людини масою 70 кг містить 400 г білка (20,1 МДж/кг), 22 г жирів (39,8 МДж/кг) і 80 г вуглеводів (16,7 МДж/кг). Щодня вона піднімається на висоту 3 км і виконує перед цим роботу, включаючи метаболізм, що у 4 рази перевищує механічну роботу підняття тіла на висоту 3 км. Визначте зміну внутрішньої енергії.

8. Визначте температуру м’яза, припускаючи, що він працює як теплова машина з η = 30 % за температури 25 °С.

9. Хвилинна витрата енергії спортсмена в стані м’язового спокою становить 8 кДж. Повітря, яке він видихає, містить 14 % кисню і 5 % вуглекислого газу. Який об’єм повітря спортсмен видихає за 15 хв ?

10. Робітник, виконуючи роботу, видихає за 1 год 480 л повітря, у якому міститься 13 % кисню і 8 % вуглекислого газу. Визначте енергію, яку при цьому витрачає робітник.