Frage von Eren657, 58

Schnelle und Gute Physikhilfe!?

Also ich verstehe die Aufgabe nicht so ganz: Während einer halben Stunde kräftigen Joggen nimmt die Innere Energie einen 70 Kg schweren Läufers um 0,90 MJ zu. Diese Energie wird normalerweise abgeführt. Berechne für den den Fall, dass die Energie nicht abgeführt wird, die Temperaturzunahme [c = 3,5 kJ/(kg* °C). Wäre diese Temperaturzunahme schon gefährlich und wie gleicht der Körper diese Temperaturerhöhung aus ?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 12

Genau darum geht es, die Situation erstmal in der Fantasie zu verbildlichen, damit man dazu die korrekten Formeln auswählt.

Also da rennt einer rum und dabei wird Nahrung verbrannt. Ein Teil der dabei frei werdenden Energie wird in Muskelarbeit umgesetzt und der andere Teil erzeugt "Abwärme". Diese Wärme sorgt dafür, dass dem Läufer heiß wird. Wird diese Abwärme nicht abgeführt, sorgt sie für eine Zunahme der inneren Energie, sprich die Temperatur steigt deutlich über 37°C. Irgendwann stirbt der Läufer dann an einem Hitzschlag.
Um das zu verhindern, wird die Abwärme über die Haut an die Umwelt abgegeben, was durch Schwitzen und die entsprechende Verdunstungswärme unterstützt werden kann.

Die Grundformel lauten:

Delta U = cw * Delta T * m (kalorische Zustandsgleichung)
cw ist die spezifische Wärmekapazität (angegeben)
Delta T: Temperaturerhöhung (gesucht)
m= Masse, deren innere Energie zunimmt, also 70 kg

daraus ergibt sich:
Delta T = Delta U / (cw * m) = 900 kJ / (3,5 kJ/(kg * K) * 70 kg) = 900 / 245 (K * kJ * kg) / (kJ * kg) = 3,7 K

Die Körpertemperatur steigt also von 37°C auf 40,7°C. Fieber mit 40,7 °C geht durchaus schon in den gefährlichen Bereich.
Ausgleichen kann man die Temperaturerhöhung durch Schwitzen und ablegen wärmeisolierender Kleidung.

Antwort
von IMThomas, 18

0,90 MJ = 900 kJ

900 kJ * kg * °C / (3,5 * 70 kJ * kg) = x

Wo ist das Problem?

Um eine Aussage darüber machen zu können, ob die Temperaturzunahme schon gefährlich ist, müßte man die Anfangstemperatur kennen.

Kommentar von Eren657 ,

Was ist kg und was ist dann °C ?

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