NO ME SALEN
   (APUNTES TEÓRICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   CALOR Y TERMODINÁMICA

 

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EM - Problema 10 - Una persona que realiza trabajo mecánico a razón de 34 W, pierde energía interna a razón de 300 W. Si el calor disipado por la persona se distribuye un 70% en radiación y el resto en evaporación del sudor, la cantidad de agua que pierde la persona en una hora es aproximadamente (Lv a 37ºC = 570 cal/g):
  
  a) 2,8 litros      b) 0,5 litros
  
  c) 2,5 litros      d) 0,67 litros
  
  e) 9,3 litros      f) 0,12 litros
 

Se trata de un ejercicio bastante sencillo, de aplicación del primer principio de la termodinámica, en el que en lugar de hablarnos de energía nos hablan de potencias. Podemos elegir dos caminos (yo hago uno y vos el otro como desafío, ¿dale?): un camino es calcular -para una hora de ejercicio- de cuánta energía hablamos en cada "rubro" (calor, energía interna y trabajo); el otro camino es transformar el primer principio en un balance de potencias (en vez de un balance de energías) y calcular la hora entera a último momento. No sé yo cuál hacer...

Q = ΔU + L

PotQ = PotΔU + PotL

PotQ = 300 W + 34 W = 266 W

De este calor que se pierde por unidad de tiempo, el 30% es lo que nos interesa, que es la parte que se va con la evaporación del sudor, QS.

PotQs = 0,3 . PotQ = 80 W

Lo que en un hora representa:

QS = PotQs . Δt

QS = 80 (J/s) . 3.600 s = 287.000 J = 68.600 cal

Ahora nos preguntamos qué masa de sudor (que es prácticamente igual a la masa de agua) se puede evaporar con esa cantidad de calor.

QS = LV . mS

mS = QS / LV = 68.600 cal / 570 cal/g = 120 g

Y como el sudor, aunque no tenga la misma propiedad odorífera que el agua, tiene su misma densidad, el volumen transpirado, VS, será:

 

              VS = 120 ml           respuesta f)

   
     

Desafío: En un partido de fútbol un jugador medianamente esforzado pierde un litro de agua en cada medio tiempo (aunque el aguatero se la va reponiendo de vez en cuando). Si el resto de las variables coinciden con las de este ejercicio... ¿cuánto vale el trabajo mecánico de jugar un tiempo?

 
   

Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización nov-07. Buenos Aires, Argentina.