人消耗功率
2013-08-09封华山
初中生世界·八年级物理版 2013年8期
关键词:机械
封华山
一、基础代谢能量
人体为了维持心跳、呼吸、体温、物质代谢等最基本的生理活动,需要消耗能量,消耗的能量叫做基础代谢能量,这部分能量占人体消耗总能量的50~60%.基础代谢能量消耗的大小受许多因素影响,如身高、体重、性别、年龄及健康状况等,如人体发烧时,体温每升高1℃,其基础代谢率将增加10%左右.基础代谢能量男性比女性高,儿童和青少年比成年人高.人体在比较安静的情况下,基础代谢能量的消耗速度大约为50W至100W,在剧烈运动时消耗的基础代谢能量会急剧增加.
在基础代谢过程中,心跳、呼吸都是以做功的方式消耗人体内的生物质能的.它们的功率是多少呢?下面以心跳为例,给出功率的计算方法.
心脏是人体的重要器官,是促进人体血液循环的动力来源,是维持人体生命的根本保障.而心脏之所以能为血液循环提供源源不断的动力,主要是靠心脏不停地舒张和收缩,对血液做功来实现的.根据目前生理解剖学和物理学的相关知识,我们可粗略地计算出一个人心脏的平均功率.
生理解剖学知识告诉我们,人体心脏血液循环的过程如图1所示:一次心脏跳动,就形成一次血液循环,正常情况下心跳约75次每分钟,即心跳一次的时间为0.8s.当心脏舒张时,心脏的内压力接近0Pa,静脉中的血液流入右心房,到右心室:而当心脏收缩时,血液从主动脉射出,每次射出血液量为70mL=7×10-5m3,射出血液时平均压强1.6×104Pa左右.我们说的心脏功率就是……
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