Question

6．通常情况下人体的温度高于周围的环境温度，所以人体始终向外散热．科学实验表明，人体每小时释放的热量可以将相当于自身质量的水的温度升高2℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量是多少？
（2）人体每秒钟向外散发的热量叫散热功率，该学生的散热功率是多少？
（3）人体消耗的热量主要来自碳水化合物、脂肪、蛋白质，实验表明消耗1g脂肪可以释放约4×10⁴J的热量，若人体白天12h向外释放的热量全部由脂肪提供，则需要消耗多少克脂肪？

Answer 1

分析 （1）根据吸热公式Q_吸=cm△t求出60kg水温度升高2℃吸收的热量，即一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量；
（2）知道散热时间，再利用功率公式P=$\frac{Q}{t}$求学生的散热功率；
（3）求出人体白天12h向外释放的热量，知道消耗1g脂肪可以释放约4×10⁴J的热量，可求需要消耗脂肪的质量．

解答 解：（1）60kg水温度升高2℃吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×2℃
=5.04×10⁵J，
由题知，人体每小时释放的热量可以将相当于自身质量的水的温度升高2℃，
即一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量：
Q_放=Q_吸=5.04×10⁵J．
（2）散热时间t=1h=3600s，
该学生的散热功率：
P_散=$\frac{{Q}_{放}}{t}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{3600s}$=140W；
（3）人体白天12h向外释放的热量：
Q=Q_放×12=5.04×10⁵J×12=6.048×10⁶J，
需要消耗脂肪的质量：
m=$\frac{6.048×1{0}^{6}J}{4×1{0}^{4}J/g}$=151.2g．
答：（1）一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量是5.04×10⁵J；
（2）人体每秒钟向外散发的热量叫散热功率，该学生的散热功率是140W；
（3）需要消耗151.2g脂肪．

点评 本题考查了学生对吸热公式、功率公式的掌握和运用，关键能从题意中通过审题找出有用的信息，用所学物理知识解决实际问题，计算有关自己的散热及散热功率，学生感兴趣！