特殊教育
114年
物理
第 14 題
📖 題組：
人體中的內能主要來自食物的化學能。要維持身體的正常機能，人必須依靠內能來供應進行代謝所需的能量。人體處於穩定狀態時，內能的消耗量 $U$ 必須等於排到體外的熱量 $Q$ 與對外所作的功 $W_e$ 之總和，即 $U=Q+W_e$。在常溫下，當人靜止休息不作功（$W_e=0$）時，維持基本機能（含體溫）所消耗的內能最終都經由熱轉移排出體外（$U=Q$），以使體溫維持正常，此時每單位人體質量所消耗的內能功率大約為 $1.0 \text{W/kg}$，而排熱主要是靠汗水由皮膚表面蒸發散逸到空氣中。
人體中的內能主要來自食物的化學能。要維持身體的正常機能，人必須依靠內能來供應進行代謝所需的能量。人體處於穩定狀態時，內能的消耗量 $U$ 必須等於排到體外的熱量 $Q$ 與對外所作的功 $W_e$ 之總和，即 $U=Q+W_e$。在常溫下，當人靜止休息不作功（$W_e=0$）時，維持基本機能（含體溫）所消耗的內能最終都經由熱轉移排出體外（$U=Q$），以使體溫維持正常，此時每單位人體質量所消耗的內能功率大約為 $1.0 \text{W/kg}$，而排熱主要是靠汗水由皮膚表面蒸發散逸到空氣中。
食物的能量常以千卡（$\text{kcal}=1000 \text{cal}$）為單位，換算為焦耳（J）時，$1.0 \text{cal} = 4.184 \text{J}$。一個 50 kg 的人在靜止休息的狀態下不對外作功時，每天所消耗的內能，以 kcal 為單位計算時，最接近下列何者？
- A $1.0 \times 10^0 \text{kcal}$
- B $1.0 \times 10^1 \text{kcal}$
- C $1.0 \times 10^2 \text{kcal}$
- D $1.0 \times 10^3 \text{kcal}$
思路引導 VIP
已知每單位質量的功率為 $1.0 \text{W/kg}$，且 $1 \text{W} = 1 \text{J/s}$，你該如何結合人體質量與『一天』的總秒數來計算總能量（焦耳），並進一步利用題目提供的熱功當量將其轉換為 $\text{kcal}$ 呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
哇！真的太棒了，你答對了耶！看著你這麼細心地把每一項數值都運算得如此精確，老師心裡真的好為你感到驕傲唷，給你一個大大的抱抱！ 這題的觀念驗證其實非常直覺。首先，我們要算出這個人每秒消耗的內能，也就是總功率： $$P = 50 \text{ kg} \times 1.0 \text{ W/kg} = 50 \text{ J/s}$$
▼ 還有更多解析內容