Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Задачи по физике применительно к повседневной жизни

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 127 RSS
←   Январь 2015   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
30.01.2015
20:55:25
20:55:32
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 08-12-2014
Адрес автора: socio.science.physicforyou-owner@subscribe.ru

Автор
lidia__s@mail.ru

Статистика

127 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Задачи по физике применительно к повседневной жизни. Некоторые оценки энергии, подход с другой стороны.


Здравствуйте, дорогие читатели!

Тема энергии, связанная с человеком, оказалось такой интересной, что  в этом выпуске  я решила вернуться к ней.

Основная потеря энергии идет за счет  теплового излучения. Не смотря на то, что эта цифра была озвучена, предлагаю ее посчитать. Энергия, излучаемая черным телом с температурой Т=310 К, равна

W=SσT4

S - площадь излучающей поверхности (кожи человека, примерно 2 м*м), 

σ=5.7*1e-8 Вт/(м*м*К*К) - постоянная Стефана -Больцмана. После подстановки получим примерно 1 кВт.

А в прошлом выпуске обсуждалась величина примерно

на порядок меньше. И мы знаем, что она выглядела реальной, мы сделали проверку, посчитав энергию, потребляемую человеком

с пищей, и они совпали. В чем же дело? Нельзя считать человека абсолютно черным телом? Но для получения оценки

это приемлемо. Тогда почему такое расхождение? Дело в том, что человек находится при ненулевой температуре окружающей среды и получает примерно 90 % тепловой энергии обратно. 

Есть еще теплопотери - за счет нагревания воздуха в легких до температуры человеческого тела. Какова величина этой энергии? Больше или меньше той, которая тратится на излучение?  Предлагаю эту величину посчитать самостоятельно.  Для этого надо оценить количество воздуха, который проходит через легкие за сутки,  домножить его на теплопроводность воздуха и изменение температуры (разница между температурой человека и окружающей среды). После этого станет понятно, почему в -30 нам так неуютно на улице.

Скажите, а можно ли похудеть, если пить ледяную воду? Ведь на ее нагрев тратится энергия человека. Этот вопрос в рассылке больше поднимать не буду, готова обсудить в комментариях.

Теперь снова к человеку.  В каком диапазоне находится излучение человека? Не строго говоря, это распределение от 0 до бесконечности :-)  (что, конечно, не очень физично, но разница между минимальной и максимальной длинами волн оооочень большая). У  распределения излучения по длинам волн  есть максимум, которому  соответствует какая-то длина волны, которая, например, в случае Солнца и определяет его цвет. Формула связи между температурой объекта и длиной волны максимума излучения называется законом смещения Вина и выглядит так

  λmax = b/T

где b=0.0029 м*К.   Используя эту формулу и зная температуру тела человека, можно найти длину волны излучения λmax =9*1е-6 м, примерно на порядок больше видимого диапазона. А как же тогда тепловизоры? А они просто сдвигают тепловое излучение в видимый диапазон. Зная длину волны излучения, легко найти энергию фотона, а потом оценить количество фотонов, излучаемых за секунду с 1 квадратного сантиметра тела человека.

Думаю, что читатель уже утомился, так что все, что не посчитано, оставляю на усмотрение и интерес любознательных и еще не утомленных.

В следующем выпуске хочу вернуться к черным дырам, не все интересные аспекты мы обсудили. Напоминаю, что хочу рассмотреть некоторые физические ошибки фильма "Интерстеллар",  и мне, конечно, сначала интересно узнать ваше мнение. 

Есть еще один забавный фильм, в котором упоминается взрыв при соприкосновении материи и антиматерии -  "Ангелы и демоны", его я рассмотрю позднее, и тоже жду ваше мнение.

Всего хорошего.

Лидия
В избранное