Question

医学上对病人进行脑部手术时，需要将体温降到合适的温度。准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。

（1）心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，抽送血液。图中阀门K₁只能向外自由开启，反向则封闭管路；阀门K₂只能向内自由开启，反向则封闭管路。

①当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为　　　 极，活塞处于　　　 状态（填“抽血”或“送血”）。

②在抽送血液的过程中，电动泵将　　　 能转化为　　　 能。

（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温。经监测，病人体温由17℃上升到正常体温37℃历时1小时。在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器所提供，试求热交换器消耗的功率。设病人质量为75kg，人体组织的比热容与水相当，为c=4.2×10³J／（kg·℃)

Answer 1

（1）①N；送血  ②电；机械

（2）在时间t=1h=3600s内，热交换器提供的热量为

Q=cm(t₂-t₁)=4.2×10³J/(kg·℃)×75kg×(37℃-17℃)=6.3×10⁶J；

热交换器消耗的功率      P=1750W