Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 5350
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Теп­ло­об­мен тела че­ло­ве­ка с окру­жа­ю­щей сре­дой может осу­ществ­лять­ся путём всех трёх видов теп­ло­пе­ре­да­чи (теп­ло­про­вод­но­сти, кон­век­ции и из­лу­че­ния), а также за счёт ис­па­ре­ния воды с по­верх­но­сти тела.

Пе­ре­нос тепла в слу­чае теп­ло­про­вод­но­сти прямо про­пор­ци­о­на­лен раз­но­сти тем­пе­ра­ту­ры тела и тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­щей среды. Чем боль­ше раз­ность тем­пе­ра­тур, тем ин­тен­сив­нее про­ис­хо­дит теп­ло­от­да­ча энер­гии ор­га­низ­мом в окру­жа­ю­щую среду. Кроме того, боль­шое зна­че­ние имеет ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти окру­жа­ю­щей среды. Из­вест­но, что ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти для воды (при 20 °С) равен 2,1 кДж/(ч · м · °С), а для су­хо­го воз­ду­ха  — при­мер­но 0,08 кДж/(ч · м · °С). По­это­му для че­ло­ве­ка теп­ло­про­вод­ность через воз­дух со­став­ля­ет очень не­зна­чи­тель­ную ве­ли­чи­ну.

Иде­аль­ный теп­ло­об­мен

Теп­ло­от­да­ча из­лу­че­ни­ем для че­ло­ве­ка в со­сто­я­нии покоя со­став­ля­ет 43–50% всей по­те­ри тепла. Из­лу­че­ние че­ло­ве­че­ско­го тела ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дли­ной волны от 5 до 40 мкм с мак­си­маль­ной дли­ной волны в 9 мкм.

Ис­па­ре­ние поз­во­ля­ет охла­ждать тело даже в том слу­чае, когда тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щей среды выше, чем тем­пе­ра­ту­ра тела. При низ­кой тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха кон­век­ция и из­лу­че­ние с по­верх­но­сти тела че­ло­ве­ка со­став­ля­ют около 90% от общей су­точ­ной теп­ло­от­да­чи, а ис­па­ре­ние при ды­ха­нии  — 9–10%. При тем­пе­ра­ту­ре 18–20 °С теп­ло­от­да­ча за счёт кон­век­ции и из­лу­че­ния умень­ша­ет­ся, а за счёт ис­па­ре­ния уве­ли­чи­ва­ет­ся до 25–27%.

При тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха 34–35 °С ис­па­ре­ние пота ста­но­вит­ся един­ствен­ным путём, с по­мо­щью ко­то­ро­го ор­га­низм осво­бож­да­ет­ся от из­бы­точ­но­го тепла. На каж­дый литр ис­па­рив­ше­го­ся пота кожа те­ря­ет ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное 2400 кДж, она ста­но­вит­ся хо­лод­нее, охла­жда­ет­ся и про­те­ка­ю­щая под ней кровь.

Если при тем­пе­ра­ту­ре окру­жа­ю­щей среды 37–39 °С по­те­ря воды с потом со­став­ля­ет около 300 г/ч, то при тем­пе­ра­ту­ре 42 °С и выше она по­вы­ша­ет­ся до 1–2 кг/ч. Ис­па­ре­ние эф­фек­тив­но толь­ко тогда, когда воз­дух сухой и по­движ­ный. Если воз­дух влаж­ный и не­по­движ­ный, ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит очень мед­лен­но. Вот по­че­му осо­бен­но тя­же­ло пе­ре­но­сит­ся жара во влаж­ных суб­тро­пи­ках.

Самый про­стой и наи­бо­лее эф­фек­тив­ный спо­соб охла­жде­ния ор­га­низ­ма путём ис­па­ре­ния (при не­вы­со­кой фи­зи­че­ской ак­тив­но­сти)  — уси­ле­ние ды­ха­ния. Ведь лёгкие ра­бо­та­ют ещё и в ка­че­стве хо­ло­диль­ни­ка. Вы­ды­ха­е­мый воз­дух все­гда имеет 100%-ную влаж­ность, а на ис­па­ре­ние воды с гро­мад­ной по­верх­но­сти лёгких ухо­дит боль­шое ко­ли­че­ство из­бы­точ­но­го тепла. Имен­но так охла­жда­ют свой ор­га­низм мно­гие жи­вот­ные.

На ри­сун­ке при­ве­де­ны дан­ные о теп­ло­от­да­че тела че­ло­ве­ка по­сред­ством раз­лич­ных спо­со­бов.

Какой при­мер­но тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха со­от­вет­ству­ет такое рас­пре­де­ле­ние теп­ло­по­терь в от­сут­ствие фи­зи­че­ских на­гру­зок? Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Тем­пе­ра­ту­ре при­мер­но 10–15 °С. Со­глас­но ри­сун­ку на ис­па­ре­ние при­хо­дит­ся не­мно­го мень­ше, чем при 18–20 °С, но боль­ше, чем при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах. На кон­век­цию и из­лу­че­ние при­хо­дит­ся 87% теп­ло­по­терь, что со­от­вет­ству­ет тем­пе­ра­ту­ре не­сколь­ко ниже ком­нат­ной.


-------------
Дублирует задание № 3405.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным.
ИЛИ
Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван
1
Дру­гие слу­чаи, не удо­вле­тво­ря­ю­щие кри­те­ри­ям на 2 и 1 балл0
Мак­си­маль­ный балл2
Источники:
1

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

При уси­лен­ном ды­ха­нии ор­га­низм че­ло­ве­ка , так как от­но­си­тель­ная влаж­ность вы­ды­ха­е­мо­го воз­ду­ха до­сти­га­ет за счёт ис­па­ре­ния воды с боль­шой по­верх­но­сти лёгких.


2

Какое при­мер­но ко­ли­че­ство теп­ло­ты отдаёт тело че­ло­ве­ка в про­цес­се ис­па­ре­ния 100 мл пота при тем­пе­ра­ту­ре окру­жа­ю­щей среды 34–35 °С?


3
Тип 18 № 3405
i

На ри­сун­ке при­ве­де­ны дан­ные о теп­ло­от­да­че тела че­ло­ве­ка по­сред­ством раз­лич­ных спо­со­бов.

Какой при­мер­но тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха со­от­вет­ству­ет такое рас­пре­де­ле­ние теп­ло­по­терь в от­сут­ствие фи­зи­че­ских на­гру­зок? Ответ по­яс­ни­те.