Question

【題目】正常人心臟在一次搏動中泵出血液約80 mL，正常人血壓(可看作心臟壓送血液的壓強)平均值為1.6×104Pa，心跳每分鐘約70次。設人類消耗體內的葡萄糖產生的熱量最高可有80%(睡眠時)用來維持心臟的跳動，葡萄糖與氧氣反應產生熱量的化學方程式為：C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6CO2(g)＋6H2O(g)(放出熱量2804 kJ)

（1）心臟工作的平均功率約為______________；

（2）由于心臟跳動每天需消耗葡萄糖的質量是____________________________；

（3）維持生命每天需消耗氧氣的體積是___________________。

Answer 1

【答案】1.49W 10.3g 7.68L

【解析】

本題可先根據物理知識進行計算：W=fl==pV，P＝，其中W為功，f為力，l為距離，V為體積，S為面積，p為壓強，P為功率。再利用化學方程式進行計算。

(1)設靠近心臟的某種血管橫截面積為S，心臟壓送血液的平均壓強為p，心臟一次搏動可使血液在血管中向前推進距離L，心臟搏動一次做功：W1＝pSL=pV，心臟每分搏動70次，其平均功率為P，P＝70÷60×pV，式中V為心臟一次搏動中泵出的血液量，V＝80mL

所以P＝70÷60×pSL＝70÷60×1.6×104×80×10-6＝1.49 (W)

答案為：1.49W；

(2)每天心臟跳動做功W＝1.49×24×3600＝1.29×105 (J)

　　需葡萄糖提供熱量Q＝W÷80%＝1.61×105 (J)

　　

m(C6H12O6)＝10.3 g

答案為：10.3g；

　　(3)n(O2)＝0.343 mol

V(O2)＝0.343mol×22.4L/mol＝7.68 L

答案為：7.68L。