При каждом вдохе в лёгкие человека поступает 1600 $см^{3}$ воздуха. Какая масса воздуха проходит через лёгкие человека за 1 ч, если он делает в среднем 15 вдохов в минуту?
Дано:
$V_{1} = 1600 см^{3}$
t = 1 ч;
$n_{мин}$ = 15.
$ρ_{в}$ = 1,29 $кг/м^{3}$;
Найти:
m − ?
СИ:
$V_{1} = 0,0016 м^{3}$;
t = 60 мин.
Решение:
m = ρV;
Найдем количество вздохов за один час.
$n_{час} = n_{мин} * t$;
$n_{час} = 15 *60 = 900$ вздохов;
Найдем объем воздуха, проходящего через легкие за один час.
$V = V_{1} * n_{час}$;
V = 0,0016 * 900 = 1,44 $м^{3}$;
Найдем массу этого воздуха.
m = 1,29 * 1,44 = 1,9 кг.
Ответ: 1,9 кг.
Для решения задачи важно понимать основные физические понятия, которые необходимо использовать.
Объем воздуха: Нам известно, что за один вдох в легкие человека поступает 1600 см³ (кубических сантиметров) воздуха. Объем — это пространственная величина, которая характеризует количество места, занимаемое веществом.
Количество вдохов в минуту: Человек делает в среднем 15 вдохов в минуту. Это скорость поступления воздуха в легкие, выраженная в количестве вдохов.
Время: В задаче рассматривается время, равное 1 ч (час). Чтобы перевести часы в минуты, необходимо знать соотношение: 1 час = 60 минут.
Плотность воздуха: Чтобы найти массу воздуха, необходимо учитывать его плотность. Для воздуха при нормальных условиях плотность приблизительно равна $ \rho = 1.29 \ \text{кг/м}^3 $. Однако, плотность дана в единицах килограммов на кубические метры ($\text{кг/м}^3$), тогда как объем воздуха в задаче измеряется в кубических сантиметрах ($\text{см}^3$). Для перевода единиц объема нужно знать, что $1 \ \text{м}^3 = 1\,000\,000 \ \text{см}^3$.
Формула для массы: Масса вещества (в данном случае воздуха) может быть найдена по формуле:
$$
m = \rho \cdot V,
$$
где $m$ — масса воздуха, $\rho$ — плотность воздуха, $V$ — объем воздуха.
Объем воздуха за 1 час: Для определения общего объема воздуха, проходящего через легкие человека за 1 час, нужно учесть количество вдохов в минуту, время (в минутах) и объем воздуха за один вдох. Формула для расчета общего объема:
$$
V_{\text{общ}} = V_{\text{один вдох}} \cdot \text{количество вдохов в минуту} \cdot \text{время в минутах}.
$$
Перевод объема в кубические метры: Так как плотность воздуха дана в $\text{кг/м}^3$, объем нужно перевести в $\text{м}^3$. Для этого общий объем в кубических сантиметрах делится на $1\,000\,000$.
Расчет массы воздуха: После того, как объем воздуха будет переведен в кубические метры, масса воздуха за 1 час рассчитывается по формуле $m = \rho \cdot V_{\text{общ}}$.
Эти теоретические пункты позволяют подойти к решению задачи, используя последовательные шаги, начиная с определения общего объема воздуха за 1 час и заканчивая расчетом массы воздуха, проходящего через легкие человека.
Пожауйста, оцените решение
