Question

正常人心脏在一次搏动中泵出血液约80 mL，正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)平均值为1.6×10⁴Pa，心跳每分钟约70次。设人类消耗体内的葡萄糖产生的热量最高可有80%(睡眠时)用来维持心脏的跳动，葡萄糖与氧气反应产生热量的化学方程式为：C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)―→6CO₂(g)＋6H₂O(g)(放出热量2804 kJ)

（1）心脏工作的平均功率约为______________；

（2）由于心脏跳动每天需消耗葡萄糖的质量是____________________________；

（3）维持生命每天需消耗氧气的体积是___________________。

Answer

1.49W 10.3g 7.68L

【解析】

本题可先根据物理知识进行计算：W=fl==pV，P＝，其中W为功，f为力，l为距离，V为体积，S为面积，p为压强，P为功率。再利用化学方程式进行计算。

(1)设靠近心脏的某种血管横截面积为S，心脏压送血液的平均压强为p，心脏一次搏动可使血液在血管中向前推进距离L，心脏搏动一次做功：W1＝pSL=pV，心脏每分搏动70次，其平均功率为P，P＝70÷60×pV，式中V为心脏一次搏动中泵出的血液量，V＝80mL

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

答案为：1.49W；

(2)每天心脏跳动做功W＝1.49×24×3600＝1.29×105 (J)

需葡萄糖提供热量Q＝W÷80%＝1.61×105 (J)

m(C6H12O6)＝10.3 g

答案为：10.3g；

(3)n(O2)＝0.343 mol

V(O2)＝0.343mol×22.4L/mol＝7.68 L

答案为：7.68L。