Fysik
Mekanik. Varmetab ved indånding
Hej jeg sidder med en fysikopgave, hvor jeg skal besvare dette spørgsmål:
I meget koldt vejr vil en person, der opholder sig udendørs, bruge en betydelig mængde energi på at opvarme den kolde indåndede luft. På en kold vinterdag er temperaturen af luften -15°C. Antag, at temperaturen af udåndingsluften er 32°C. Man kan regne med, at den specifikke varmekapacitet for atmosfærisk luft er 1,00 kJ(kg K), densiteten er 1,30kg/m3 og at man i ét andedrag indånder 0.50L luft.
- Men hvilken effekt bruges der i gennemsnit energi til opvarmning af luft ved 20 åndedrag pr. minut?
Er der nogle, der har en god idé til udregning af dette? :)
Svar #1
08. april 2015 af hesch (Slettet)
ΔT = 32º - (-15º) = 47º. Da der er tale om en temperaturforskel, kan du regne i grader Celsius eller grader Kelvin som du vil.
Kig nu på enhederne:
Energi pr. åndedrag = 1 [ kJ/(kg*K) ] * 1,30 [ kg/m3 ] * 0,0005 [ m3 ] * 47 [ K ]
Gang værdierne sammen og reducer enheden, og se at enheden kommer ud i [ J ], som den skal. Brug dog de enheder til at opstille en udregningsmetode.
Et åndedrag andrager 3 sek. Effekt = Energi / tid.
Men bortset fra det kan det ikke regnes sådan ud, for den kolde indåndingsluft afkøler næseregionen ( luften opvarmes herved), og den varme udåndingsluft opvarmer næseregionen ( luften afkøles herved), der på den måde virker som en varmeveksler, svarende til et "genveks-anlæg" i et hus.
Så træk vejret gennem næsen, hvis du vil spare energi.
Svar #2
08. april 2015 af GalVidenskabsmand (Slettet)
P = f * V * ρ * c * (Tud - Tind)
P: Effekt til opvarmning af luft
f: Åndedrætsfrekvens
V: Rumfang af åndedrag
ρ: Luftens massefylde
c: Luftens varmekapacitet
Tind: Temperaturen af indåndingsluften
Tud: Temperaturen af udåndingsluften
Skriv et svar til: Mekanik. Varmetab ved indånding
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.