Thermodynamique

[invite2f1a8282]

Salut à tous, j'ai un petit problème pour faire cet exercice:

Un être humain produit une quantité de chaleur d'environ 10^(7) J par jour de son activité métabolique.

1-1. D'après vos propres observations, si ce corps humain était un système isolé, quel serait les effets possibles provoqués sur ce système par le métabolisme?

Réponse:

Si le corps humain est isolé, il n'y a pas d'échange de matière ou d'échange d'énergie (c'est-à-dire de chaleur) avec le milieu extérieur. Par conséquent il y aura une accumulation d'énergie et de chaleur à l'intérieur du corps humain du fait de son activité métabolique, ce qui pourrait entraîner un disfonctionnement de l'organisme, car le corps humain se détruira assez vite(fondant, peut-être explosant).
Si vous avez des choses à ajouter ou rectifiez n'hésitez pas.

1-2. Calculer la limite atteinte par le système isolé.

Réponse:

Je ne vois pas du tout comment faire avec ce que nous possédons comme donnés.

1-3. Un mécanisme physiologique de régulation du système est l'évaporation d'eau par la transpiration et les poumons. Quelle masse d'eau doit être vaporisée chaque jour pour maintenir la température du corps constante?

Réponse:

Il est clair que l'on est à volume constant, et que dT/dt=0.
J'ai pensé à l'équation de la chaleur ou à la définition de l'entropie:
(Delta)S=intégrale(nC_vdT/T)= (m/M)intégrale(C_vdT/T) mais c'est nulle car la température est constant. Je ne vois pas comment faire non plus.


Données:

masse:65kg

C_v=4,185 J.K^-1.g^-1

Chaleur latente de vaporisation de l'eau : 44kJ.mol^-1

Pouvez m'aidez, merci d'avance pour votre aide.
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[moco]

Donc le corps humain dissipe 10⁷J/24/3600 = 115 watts. Il se comporte comme une ampoule électrique chauffant en permanence avec une puissance de 115 W.
S'il était isolé, sa température monterait de x degré par seconde.
Admettons qu'il pèse 70 kg.
Q = CmdT = 4.185 kJ/kg (70 kg) x = 0.113 kJ
x = 0.115/(70·4.185) = 0.0004 degré en 1 s
soit aussi 1.42 degrés par heure,
soit aussi 34 degrés par jour.
On ne survivrait pas longtemps.
Comme nos protéines coagulent vers 50°C, l'organisme ne pourrait pas résister plus d'une journée.

La quantité de chaleur évacuée par jour serait 10⁴ kJ. Or il faut 2256 kJ pour vaporiser 1 kg eau. Donc il faudrait vaporiser environ 4 litres d'eau pour évacuer toute cette chaleur, chaque jour.

[invite2f1a8282]

merci beaucoup