= 152 W. De warmtestroom door de plaat

Transcriptie

1 K2 Biofysi Gzon sportn vwo Uitwrkingn sisok K2.1 INTRODUCTIE 1 [W] Exprimnt: Mtn n j lihm 2 [W] Ht mnslijk lihm in ntuurkun 3 [W] Exprimnt: Krht, snlhi n spirn 4 [W] Voorknnistst 5 Wr of nit wr? Wr Nit wr: Als rsultrn krht op n voorwrp nul is, wgt ht voorwrp mt onstnt snlhi of lijft ht stil stn. Nit wr: Als j mt onstnt snlhi fitst is jouw spirkrht vn groot ls luhtwrstn n rolwrstn smn. Nit wr: In n vloistof vint ht mst wrmttrnsport plts oor stroming, mr r is ook nog n klin tj gliing. Wr 6 F n = F z = m g = 80 9,81 = 785 N F w,r = r F n = 0, = 667 = 6, N. v = 40 = 11,1 m/s 3,6 F w,l = k v 2 = 0,23 11,1 2 = 28 N. F vw = F tgn = F w,r + F w,l = = 695 = 7, N. Bij strt zl luhtwrstn nog nul zijn, us is voorwrts krht grotr n tgnwrkn krhtn n zl snlhi tonmn. Nrmt snlhi vn fitsr stijgt nmt luhtwrstn to n us wort nttokrht sts klinr, wroor snlhi sts lngzmr zl tonmn. 7 D wrmtstroom oor ht hout is t rknn mt wrmtgliingsoëffiiënt vn ht hout: λ hout = 0,4 W/(K m). Vrr glt t: A = 1,5 1,3 = 1,95 m 2, = 0,050 m n T = 21,0 8,0 = 13,0 C. Dit gft P = λ A T 13,0 = 0,4 1,95 = 203 = 2 0, W. Voor ht gls glt t = 0,0050 m n λ gls = 0,03 W/(K m) us P = λ A T = 0,03 1,95 13,0 = 152 W. D wrmtstroom oor plt 0,0050 hout is us = 51 = W grotr n oor ht gls. Oriëntti: D hovlhi wrmt i noig is voor ht opwrmn vn plt hout is t rknn mt soortlijk wrmt vn ht hout: = 1880 J/(kg K). Hirvoor is mss vn ht hout noig, i t rknn is mt ihthi vn ht hout: ρ = 1 kg/m 3. Brkn rvoor rst ht volum vn ht hout. Uitwrking: V = 1,5 1,3 0,050 = 0,0975 m 3 = 97,5 m 3 m = ρ V = 1 97,5 = 97,5 kg. T = 13,0 C Q = m T = ,5 13,0 = 2, J = 2 MJ. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 1 vn 21

2 K2.2 WAARNEMEN EN REAGEREN 8 [W] Exprimnt: Rtitij 9 [W] Exprimnt: Hrtslg n mhling 10 [W] Exprimnt: Stroomsnlhi vn ht lo 11 [W] Exprimnt: Cfïn 12 Wr of nit wr? Wr f g h i j Nit wr: Ht lihm hft vijf vrshilln zintuign. Wr Nit wr: En votllr gruikt ook zijn ghoor, ijvoorl om ht fluitj vn shisrhtr t horn. Nit wr: Clkrnn vn znuwlln i signln vn zintuign n rptorn oorgvn zittn vrspri oor ht lihm. Wr Nit wr: Signln i vi ht znuwstlsl worn vrstuur zijn lktrish of hmish vn r. Nit wr: Ht lihm vrstuurt signln vi znuwn n oor hormonn in losomloop t rngn. Nit wr: D losomloop zorgt rvoor t ovrl in ht lihm zuurstof, voingsstoffn, fvlstoffn, hormonn n wrmt komn. Wr 13 Liht, glui, gur, smk, tmprtuur n ruk 14 Zuurstofghlt, hovlhi fvlstoffn, lihmstmprtuur 15 Vi znuwn of vi hormonn 16 Nit lk signl hft n rti noig n ls lk signl oorggvn wort krijg j t vl prikkls oor. D ruk op j hui vn kling i j rgt wort nit oorggvn. 17 D rti vi ht znuwstlsl is snllr, zo kn r mtn grgr worn op xtr zuurstofhoft vn spirn oor ht hrt snllr t ltn kloppn. Om voingsstoffn i ht hrt uit ht lo hlt n t vulln mot r n signl nr mrr plkkn in ht lihm gstuur worn, ovnin hoft it nit hl snl t gurn, us gt it ht st mt hormonn vi lostroom. 18 Jij glit n stroom vn j hn vi j romp nr j votn. D stroom loopt n ook oor j hrt n kn r ht hrtritm rnstig vrstorn. 19 D spirwging i noig is om t sportn mot mtn glvr worn, ht opsln vn vosl hft minr hst n rvoor motn ook mrr orgnn tif worn i mkklijkr vi hormonn zijn n t sturn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 2 vn 21

3 20 Bij tonm vn hrtslgfrqunti nmt oorloing to n stijgt tmprtuur in n spir. Ook ht zuurstofghlt nmt n to. Door tonm vn oorloing worn hormonn snllr vrl ovr lon us is ht fft vn hormonn grotr. 21 [W] Exprimnt: Rflxn 22 [W] Exprimnt: Rtitij vrsus rflxtij 23 [W] Exprimnt: Amvolum 24 Eign ntwoor vn lrling 25 Bij n rflx gt ht signl vi kortst rout vn rptor nr j spirn, nmlijk vi j ruggnmrg mtn wr trug. Zor its j wimprs rkt sluit j j ogn. En rflx is zo snl om j t shrmn tgn gvr n moglijk shigingn vn j lihm. 26 Wr of nit wr? Nit wr: En prikkl wort oor n znuwl oorggvn oort N + - n K + - ionn oor lwn wgn. Nit wr: Bij n rflx stuurt ht ntrl znuwstlsl vi ht ruggnmrg irt f spirn n. Nit wr: D positiv pool vn spnning in n znuwl ligt innn znuwl. Wr Wr Nit wr: D mximl wr vn tipotntil is onfhnklijk vn strkt vn prikkl. 27 Gl/gron n ornj worn voorl oor gron kgltjs gttr, us klurrptor gron wrkt hir nit go. 28 Stfjs rgrn ij n vl lgr lihtintnsitit n on ht rom nog rg go ij shmr of ls ht onkr is, nrs zou j s nhts nits zin n ovrl tgnn lopn. 29 Er zijn vrshilln rptorn voor vrshilln frquntis i llml n ign gvolighisrmpl hn. 30 Ht hrt D gtrin sportr hft n grotr hrtspir i mt mr krht ht lo oor rn kn pompn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 3 vn 21

4 31 Bij n grotr zuurstofhoft nmt nit lln ht mvolum to mr nmn j longn ook mr zuurstof uit luht op. Ht vrn tussn zuurstofhoft n mvolum is us nit vnrig. D nvor vn voingsstoffn in n spir hngt f vn hrtslgfrqunti n onntrti voingsstoffn. Ht vrn tussn hrtslgfrqunti n nvor vn voingsstoffn kn roor nit vnrig zijn. Ht vrmogn hngt f vn hovlhi lo i ht hrt pr minuut kn ronpompn n hovlhi zuurstof i longn kunnn opnmn. Ht vrmogn zl us nit vnrig mt mhlingsfrqunti zijn. D spirkrht is vnrig mt ht ntl spirvzls nst lkr. 32 V mn = m 9 L = = 5605 ml = 5,6 L. V vrouw = m 11 L = = 4732 ml = 4,7 L us 5,6 4,7 = 0,9 L mr. En hrtslg in rust mk slgn pr minuut. Bij 45 slgn/min: = 2790 ml = 2,8 L n ij 70 slgn/min = 4340 ml = 4,3 L 2,8L tot 4,3 L. Ht mximl ntl hrtslgn pr minuut is : 220 lftij (in jrn) = = f 203. Dus = ml = 13 L ml 0,45 min = 27 s ml/min Bij 65 slgn pr minuut wort r rongpompt: = 4030 ml/min. Dt is pr g 4, = 5803 L. Ht ntl krn t l ht lo vn Snr wort rongpompt is us 5803 = 1,0 5, D fstn i prikkl mot flggn is ij Nils, i in zijn tn wort gprikt, vl grotr n ij Mxim. Dt shlt ongvr 1,50 m. Ht signl gt mt ongvr 120 m/s oor n znuwl us ht tijsvrshil is ongvr t = s = 1,50 = 0,0125 s. Er is v 120 us vrshil in rtitij mr t is mt n gwon stopwth nit t mtn. 34 D onntrti ntriumionn is uitn l 10 x zo groot ls innn in l, us zulln ntriumionn l in komn ls ntriumknln gopn zijn. Er wgt positiv ling ( ntriumionn) vn uitn l nr innn in l, zot innnknt vn l minr ngtif wort n mmrnspnning in rihting vn 0 gt. D onntrti kliumionn is innn in l 30 x zo groot ls uitn l us zulln kliumionn l uitgn ls kliumknln gopn zijn. D spnning in l is ngtif tn opziht vn ruitn. D positiv ntriumionn worn oor i ngtiv ling ngtrokkn. Dt is nit zo voor positiv kliumionn: z motn tgn ht potntilvrshil in nr positiv uitnknt vn l stromn. D ntriumionn n kliumionn motn n n tipotntil tgn ht onntrtivrshil in wgn n t kost nrgi. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 4 vn 21

5 f U = k T [ln(c q uitn ) ln(c innn )] mt k = 1, J/K, T = 37 C = 310 K n q = 1, C. Voor ntriumionn is C uitn = 0,150 mol/l n C innn = 0,015 mol/l U N = 1, , [ln(0,150) ln(0,015)] = 0,0616 V = 62 mv g Voor kliumionn is C uitn = 0,005 mol/l n C innn = 0,150 mol/l U K = 1, [ln(0,005) ln(0,150)] = 0,00909 V = 91 1, mv. h Ht gmil vn i spnningn is U rust = = 15 mv n in figuur 17 2 is t zin t rustspnning ron -84 mv zit. Ht lijkt us t ht vrsimpl mol: klium n ntrium pln in glijk mt rustspnning, nit tot wrgnomn rustspnning lit. Bhlv invlo vn spnningn sp lt ook glirhi vn i ionn n rol. i Als onntrti ntriumionn in n uitn l n lkr glijk is, n is U N = 0 mv n ls r nits is vrnr n onntrti vn kliumionn is U K = 91 mv. D gmil spnning is n U tipotntil = 91+0 = 46 mv. Bij n 2 tipotntil gt spnning vn ngtif kortstonig nr positif. Dit komt nit ovrn mt n vrnring vn -15 mv nr -46 mv, us ht vrsimpl mol kn pik in tipotntil nit vrklrn. 35 W shttn lngt vn springr op 1,8 mtr n in n znuwl is v = 120 m/s us t = s v = 1,8 = 0,015 s = 15 ms ms is voor ll mnsn lngr n ht signl noig hft om vi znuwn vn orn nr ijnspir t komn, us ht is m oglijk om n ht fluitsignl t strtn n toh n vls strt togwzn t krijgn. 36 [W] Elktrish gliing vn ht hrt K2.3 VOEDINGSSTOFFEN EN BEWEGEN 37 [W] Exprimnt: Vn wlk ftorn is ht vrmogn fhnklijk? 38 [W] Exprimnt: Armpj rukkn 39 [W] Exprimnt: Vrn tussn vrmogn n hrtfrqunti 40 Wr of nit wr? Wr Nit wr: Als n spir vl wort gruikt, worn r xtr spirvzls ngmkt f oor ht lihm. Wr Wr Wr Nit wr: Als j snl vn huis nr shool loopt is j spirkrht grotr n us vrriht j mr ri n wnnr j lngzm loopt. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 5 vn 21

6 g h i j Nit wr: Als j snl vn huis nr shool loopt is ri grotr n tij kortr, us is j vrmogn grotr n wnnr j lngzm loopt. Nit wr: j hrtslgfrqunti wort oor mr ftorn ïnvlot zols strss n hormonn. En tonm vn j hrtslgfrqunti hoft us gn tonm vn j vrmogn t tknn. Wr Nit wr: Inmn o j oort j mt j spirn j longvolum grotr m kt. D tmosfrish luhtruk zorgt r vrvolgns voor t luht j longn in stroomt. 41 Mt ijvoorl lln j ips kun j wl j rm uign, mr n ht ontspnnn vn j ips is r gn krht i j rm wr kn strkkn. 42 D mrthonlopr hft mst ri vrriht, wnt z hft n vl lngr fstn glopn. D sprintr h ht grootst vrmogn, wnt z hft in hl kort tij ri vrriht, mrthonlopr hft vl lngr gn ovr ht vrrihtn vn ri. D sprintr hft mst spirvzls wnt z mot vl mr krht lvrn. D mrthonlopr hft mst voingsstoffn in spirn opgslgn omt hij gurn lng tij zuurstof n voingsstoffn nr spirn mot tovorn. 43 Bij i soortn oping wort rvoor gzorg t ht lo mr zuurstof nr spirn kn trnsportrn. Door xtr ro lolln in ht lo kn visositit vn ht lo tonmn n n kunnn lostolsls ontstn n t kn wr n hrsn- of hrtinfrt vroorzkn. 44 In ht hogr glgn Zwitsrln is zuurstofonntrti in luht lgr. J lihm rgrt hirop oor mr ro lolihmpjs n t mkn. Als j n n wk wr op znivu gt sportn zorgn xtr ro lolihmpjs in j lo voor n tr zuurstoftrnsport. Tit n rgn vn Npl zijn r vl t hoog voor. Dn zit r zo winig zuurstof in luht t j nit go mr kunt trinn. Als j j tvl inspnt in ht hooggrgt lukt ht j lihm nit om volon zuurstof nr j spirn, orgnn n hrsnn t vrvorn n roor kun j uitn wstn rkn. 45 [W] Exprimnt: Longvolum fhnklijk vn vrshilln ftorn 46 [W] Exprimnt: Spirkrht vrglijkn 47 Eign ntwoor vn lrling 48 D wilrnnr mt ht zwr vrzt ztt mst krht tijns ht fitsn. D wilrnnrs vrrihttn lli vnvl ri. D wilrnnr mt ht zwr vrzt h ht grootst vrmogn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 6 vn 21

7 Mt n klinr vrzt g j zuinigr mt j nrgi om, j s prt j krhtn ( tij is immrs voor i wilrnnrs glijk). 49 D snllr loprs hn mr luhtwrstn, us ht vrmogn vn snllr loprs is grotr n ht vrmogn vn lngzm loprs. D tgnwrkn krhtn hngn lln f vn snlhi. Dus lvrn loprs C n D ht mst vrmogn n loprs A n B minr vrmogn. Bij ri splt tij gn rol. Alln luhtwrstn plt hovl ri r is vrriht. Dus lvrn loprs C n D mr ri n loprs A n B minr ri. Als zlf ri wort glvr in minr pssn tknt it t j hrr mot fzttn n rn opniuw krht mot zttn om grot ps t mkn. Dus grot pssn kostn mr krht. Drnst lvrn snll loprs mr ri, us motn i ook mr krht zttn. D volgor is us C D A B. 50 Bij ht zwmmn zl ht grootst glt mt onstnt snlhi worn gzwommn. Dt tknt t spirkrht nt zo groot is ls tgnwrkn krht vn ht wtr. Dz tgnwrkn (wrijvings-)krht is vnrig mt ht kwrt vn snlhi, us tknt n twml zo grot spirkrht n minr n twml zo grot snlhi. 51 Door strk fzuiging zonr nvor vn vrs luht zl luhtihthi lgr worn ( luht wort ijlr ). Bovnin zulln ll mnsn in ht stion zuurstof uit luht vrruikn. Hiroor zl r minr zuurstof in luht nwzig zijn n it kn rvoor zorgn t sportr slhtr prstrt. N, t hft gn zin wnt ht zl nit lukkn om zuurstofonntrti rm hogr t mkn n zuurstofonntrti in gwon vrs luht i n innn stroomt. 52 Voor gwihthffr gt ht om hovlhi spirvzls n groott vn wging i spirn mkn. Om vl krht uit t kunnn ofnn hft ht lihm vn gwihthffr vl xtr spirvzls ngmkt. Bovnin hovn spirn vn n klin gwihthffr zih minr t vrkortn. 53 D hoogt h is ls volgt t rknn: h = = 79 m, us ht zwrtpunt wgt tijns ht lopn h = = 16 m omhoog. D ri i nspirn motn vrrihtn is tonm vn zwrt - nrgi: W = E z = m g h = 80 9,81 0,16 = 1, J. Dn is h = = 60 m h = = 25 m W = m g h = 80 9,81 0,25 = 1, J. Bij grotr stppn motn nn 1,9 = 1,5 x zovl ri vrrihtn pr stp, mr ht ntl noig stppn is ij grot stppn 100 0,60 stppn is t 100 0,50 1,3 = 200. Dus ht ntl stppn is rnmnt is us ht grootst ij klin stppn. = 167 n ij klin = 1,2 x zo klin. Ht 54 P = W t = F s t = F s = F v. t ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 7 vn 21

8 F w,luht = k p luht v 2 n ij onstnt snlhi is krht vn wilrnnr glijk n luhtwrstn us invulln in P = F v gft: P = F w,luht v = k p luht v 2 v = k p luht v 3. Voor Nrln glt: P = 200 W n v = 35 km/h = 9,72 m/s. Invulln in P = k p luht v 3 gft: 200 = k p luht 9,72 3 k p luht = 0,217. In Mxio is luhtruk nog mr 74% vn luhtruk in Nrln, n ht vrmogn vn wilrnnr is 91% vn ht vrmogn in Nrln, us: 0, = 0,74 0,217 v 3 v = 10,4 m/s = 37,5 km/h. 55 Ht rnmnt vn spirn is 20% à 25%, invulln in η = W E in gft E in = W = 3,0 = 15 MJ η 0,20 n E in = 3,0 = 12 MJ. 0,25 Ht lo mot 12 tot 15 MJ n spirn lvrn. Oriëntti: Gluos hft n vrrningswr r m = 28, J/mol (Bins tl 56) n n molir mss M = 6 12, , ,00 = 180,16 g/mol (gruik hirvoor toommss s vn loss tomn uit Bins tl 99). Mt hulp vn E h = r m m M is n t rknn hovl gluos wort omgzt. Uitwrking: m = E h M r m = ,16 28, = 768 g n m = ,16 28, = 960 g. Er wort 7, tot 9, grm gluos in zijn spirn omgzt. Als r ij vrrning vn vt pr grm tw kr zovl nrgi vrijkomt, is r tw kr zo winig vn noig. D mrthonlopr is n floop 3, tot 4, grm vt kwijt. 56 E = = 3, J. Ht rnmnt vn spirn is 20% à 25% W = η E in = 0,20 3, = 6, J n W = 0,25 3, = 8, J. Er wort us 68 tot 85 kj nuttig omgzt in ri. D ri wort omgzt in hoogt-nrgi: W = m g h h = W = 6, ,5 104 = 86,6 m n h = = 108,3 m. m g 80 9, ,81 Krl kn 87 tot 1, m omhoog mt nrgi vn z mrs. 86,6 108,3 = 481 n = 0,18 0, Dt zijn 4,8 102 tot 6, trn. 57 Anol stroïn n groihormonn vrstrkn groi vn s pirn n ïnvlon zo irt krht n ht vrmogn vn sportr. 58 D voorst sportr hft vl mr spirn. Anol stroïn of groihormonn. EPO of looping zot ht lihm lngurig volon zuurstof n spirn kn lijvn lvrn. Dit kun j nit n fitsr zin. 59 Anol stroïn of groihormonn, om mr spirn t krijgn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 8 vn 21

9 EPO zot spirn tijns mrthon volon zuurstof krijgn. 60 Cfïn is nit shlijk voor gzonhi n ook nit in strij mt Spirit of sport. Alohol is in strij mt Spirit of sport n ht lvrt in ht vrkr xtr risio s op. Vnwg ht xtr vrkrsrisio stt ht lln op opinglijst voor gmotorisr sportn. W is shlijk voor gzonhi n in strij mt Spirit of sport. 61 [W] Exprimnt: Rtisnlhi ïnvlon K2.4 WARMTEHUISHOUDING 62 [W] Exprimnt: Huitmprtuur 63 [W] Exprimnt: Gvolstmprtuur 64 Wr of nit wr? Nit wr: En sportr rkt mst wrmt kwijt oor vrmping n zwtn f g h i (hlv n zwmmr). Wr Wr Wr Nit wr: En sportr kn op vijf vrshilln mnirn wrmt kwijtrkn: oor gliing, stroming, strling, vrmping n mhling. Nit wr: Ook ls j nit zwt kn r wtr vn j hui vrmpn. Wr Wr Nit wr: En gzon lihm kn tmprtuur in ht lihm onstnt houn. 65 Bij ht lozn stroomt r mr lo iht onr hui wroor j mr wrmt vrlist oor strling. Ht wrmtvrlis hirvn is zo gring t j hirvn nit onrkol zl rkn. 66 In wintr zi j t j wrmt vrlist n wolkjs wtrmp i j uitmt. D ingm luht wort in longn wrmr n vohtigr. Bij ht uitmn kolt z vohtig wrm luht f. D wtrmp onnsrt rij. D wolkjs stn us uit gonnsr wtrmp. 67 D groothn i n lihm onstnt hout zijn onr nr: lihmstmprtuur, loruk, suikrspigl, zuurstofghlt in ht lo, hovlhi fvlstoffn n zuurgr. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 9 vn 21

10 68 Wrmtvrlis oor gliing is wintr grotr n in zomr, omt ht tmprtuurvrshil tussn luht n hui grotr is. Wrmtvrlis oor stroming is in zomr grotr n in wintr, omt j in wintr j hui ht fgkt mt kling zot r gn kou luht lngs j hui kn stromn. Wrmtvrlis oor strling is in zomr grotr n in wintr. J ht ht vkr wrm wroor r mr lo vlk onr hui stroomt zot j mr wrmt uitstrlt. Wrmtvrlis oor vrmping is in zomr grotr n in wintr, omt j in zomr mr zwt. Wrmtvrlis oor mhling is in wintr grotr n in zomr omt r n grotr tmprtuurvrshil is tussn ingm luht n longn. 69 Bij zwmmn is wrmtvrlis oor gliing n stroming grotr n ij hrlopn. Bij zwmmn is wrmtvrlis oor strling n vrmping klinr n ij hrlopn. Wrmtvrlis oor mhling zl ij i sportn glijk zijn. 70 [W] Exprimnt: Afkoling vn hui 71 [W] Exprimnt: Mtn vohtghlt vn in- n uitgm luht 72 f g h i j Bij innnkomst volt omgving wrm n. D lngrijkst mnir vn wrmtvrlis is strling. N ht omkln volt omgving kou n. D lngrijkst mnir vn wrmtvrlis is gliing. Als j nt ht zwm ingsprongn nt volt ht wtr kou n. D lngrijkst mnir vn wrmtvrlis is stroming. Als j hr oor ht zwmt volt ht wtr nit mr kou n omt j zlf mr wrmt prourt. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is stroming. Als j nr uitn nt gzwommn volt uitnluht kou n. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is mhling. Als j uitn uit ht zwm klimt volt ht uitn rg kou. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is vrmping. Als j onr ouh stt volt ht ouhwtr wrm n. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is vrmping. Als j vn ouh nr klruimt loopt volt omgving kou n. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is vrmping. Als j j nt ht fgroog in klkmr volt omgving kou n. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is gliing. Als j mt j wintrjs klkmr uitloopt volt omgving wrm n. D lngrijkst vorm vn wrmtvrlis is strling. 73 D tmprtuur vn j hui stijgt, us zl j mr wrmt uitstrln n ook ht wrmtvrlis oor gliing zl tonmn. Als j vl wgt ij ht sportn zl ht wrmtvrlis oor stroming ook tonmn n oor ht tonmn vn j mhlingsfrqunti zl ook ht wrm tvrlis oor mhling tonmn. En zor j gt zwtn nmt ook ht wrmtvrlis oor vrmping to. 74 D lihmstmprtuur vn lopr zl stijgn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 10 vn 21

11 D tmprtuur vn hui nmt to wroor ht wrmtvrlis oor strling, gliing n stroming tonmt. Door ht tonmn vn tmprtuur in longn n mhlingsfrqunti nmt ht wrmtvrlis oor mhling ook to. Ht wrmtvrlis oor vrmping nmt f omt lopr nit gnog zwt mr kn prourn. D lopr mot nog 2 km flggn. Stl t hij t op n lg looptmpo vn 6 km/uur ot, n ot hij r 20 minutn ovr. Hij kn 210 W wrmt nit kwijt, us prourt totl = 2, J wrmt. D soortlijk wrmt vn wtr (hiruit stt ht grootst glt vn ht lihm) is 4, J/(kg K). Bij n mss vn 70 kg zl zijn tmprtuurstijging zijn: T = 2, = 0,9 C. 70 4,2 103 Zijn tmprtuur ws l gstgn tijns ht lopn tot ongvr 39 C us hij zl finish wrshijnlijk wl hln, hij hft n n lihmstmprtuur vn 40 C. 75 Eign ntwoor vn lrling 76 D wrmtprouti is vnrig mt mss. En grotr r hft n grotr mss n zl us vnrig mr wrmt prourn. Voor ht strlingsvrmogn glt t P = σ A T hui 4 n voor groott vn ht huiopprvlk (vn n mns): A = 0,202 m 0,425 l 0,725. En r mt n tw kr zo grot mss zl n 2 1/3 = 1,26 kr zo grot lngt hn. Ht huiopprvlk zl 2 0,425 1,26 0,725 = 1,6 kr zo groot zijn. Dus ht huiopprvlk n rm ook ht strlingsvrmogn nmn minr n vnrig to mt mss. D grotr r zl us mr wrmt prourn n it minr snl vrlizn oor strling, wroor hij zihzlf tr op tmprtuur kn houn in ht Artish gi. 77 Wrmttrnsport oor strling (n ook stroming n gliing) is hiroor grotr, omt huiopprvlkt grotr is. 78 In Nrln vrist ht mr winig n is ht zr zln nn -20 C. Bij zwr inspnning h j volgns ht klingvis ps ij -25 C n kour kling uit grop kp wrm noig. Bij tonmn inspnning stijgt lihmstmprtuur. Ht vrshil mt omgvingstmprtuur wort n grotr n us nmt ht wrmttrnsport oor stroming n gliing to. 79 N ht sportn is lihmstmprtuur hogr n zijn sportrs zwt. D sportrs vrlizn n snl vl wrmt. Wrmtvrlizn oor strling, stroming, gliing n vrmping vormn n gvr voor fkoln. Wrmtvrlis oor vrmping is ná ht sportn wl groot mr vóór ht sportn nit. Vlk ná n grot inspnning is ht gvr voor onrkoling grotr omt spirn n gn wrmt mr prourn mr uitnknt vn ht lihm is nog wl rg wrm wroor sportr snl fkolt. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 11 vn 21

12 80 D lngr sportr zl mr wrmt vrlizn n kortr sportr. An formul voor huiopprvlkt A = 0,202 m 0,425 l 0,725 is t zin n lngt vn sportr n grotr invlo hft op opprvlkt n mss. D sportrs vn 1,90 m zulln us mr wrmt vrlizn n sportrs vn 1,70 m. Mr zwrr sportrs zulln mr wrmt prourn n lihtr sportrs. D wrmtprouti is vnrig mt mss, trwijl ht wrmtvrlis its minr n vnrig mt lngt is. D vrhouingn vn mss s zijn: = 1,14 n lngts is 1,90 1,70 ovnin is ht wrmtvrlis minr n vnrig mt lngt. = 1,13. D vrhouing vn = 1,11. In vrhouing nmt lngt us minr to n mss n Dt tknt t sportr D mst wrmt prourt n z wrmt in vrhouing tot sportr A n C minr snl vrlist. Hij hoft zih ht minst wrmt t kln. Sportr B n C prourn vnvl wrmt, us zl sportr C zih wrmr motn kln. Sportr A prourt minst wrmt n mot zih us ht wrmst kln. D volgor is us (ginnn ij ikst gkl sportr): A C B D. 81 Alln ht wrmtvrlis oor zwtn zl stijgn ij n tmprtuurstijging, us t is lijn IV. Ht wrmtvrlis oor strling hngt nit f vn omgvingstmprtuur, us t is lijn III. Ht wrmtvrlis oor mhling n oor gliing zl ln ij n hogr tmprtuur omt ht tmprtuurvrshil tussn ht lihm n omgving klinr wort. Lijn I is n rht lijn, z is vnrig mt ht tmprtuurvrshil mt omgving n hoort us ij ht wrmtvrlis oor gliing. Lijn II zl ht wrmtvrlis oor mhling zijn, z hngt nit lln f vn ht tmprtuurvrshil mt omgving, mr ook vn rltiv luhtvohtighi. Punt A is ht snijpunt vn lijn I mt lijn wr ht wrmtvrlis 0 is. Dt is wnnr ht tmprtuurvrshil mt omgving 0 is. Dit is ij lihmstmprtuur vn 37 C. Als ht wrmtvrlis ngtif is tknt it t ht lihm oor omgving wort opgwrm. Dt is zo ls omgving wrmr is n 37 C. 82 D sportrs zijn l n tij n ht sportn, us is hun wrmtprouti glijk n hun wrmtfgift nr uitn. Uit tl vn figuur 35 lijkt t gmil wrmtprouti vn 4 sportrs is: Sportr A: lopn mt 7 km/h, m = 80 kg, wrmtprouti 232 W/m 2, sportr B: lopn mt 10 km/h, m = 80 kg, wrmtprouti 580 W/m 2, sportr C: fitsn mt 20 km/h, m = 80 kg, wrmtprouti 220 W/m 2, sportr D: fitsn mt 40 km/h, m = 90 kg, wrmtprouti 700 W/m 2. Sportr A, B n C hn zlf mss, us zl sportr B ht mst wrmt vrlizn, n A n vrvolgns C. Sportr D hft n grotr wrmtprouti n nr sportrs n ovnin is zijn mss ook nog grotr wroor zijn wrmtprouti (n wrmtfgift) nog grotr zl zijn. D juist volgor is us (ginnn mt sportr i mst wrmt pr son vrlist: D B A C. 83 Gvolstmprtuur hngt smn mt winsnlhi. D lngsstromn luht kolt ht lihm f, ht gt hir us om wrmtvrlis oor stroming. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 12 vn 21

13 84 D rgn vlt uit hogr luhtlgn us is nog kour n luht. Door rgn g j nog mr wrmt vrlizn oor vrmping. D gvolstmprtuur wort us lgr ij nrslg. Onr 0 C is r gn rgn mr snuw. D snuw lijft op j kling liggn n vrmpt nit us hft gn invlo op gvolstmprtuur. 85 Ht zwrt lok sorrt mr wrmtstrling vn zon trwijl ht witt lok mr strling zl wrktsn. Ht zwrt lok zl rom wrmr zijn n ht witt lok. Ht zwrt lok hft hoogst tmprtuur n zl us ht grootst uitgstrl vrmogn hn D vrmpingswrmt vn wtr is w = 2, J/kg, us wrmt i mrthonlopr is kwijtgrkt oor ht vrmpn vn zwt is Q zwtn = w m = 2, ,0 = 9, J = 9,0 MJ. D glopn tij is t = = 1, s, us is gmil snlhi vn mrthonlopr v gm = s = = 2,79 m s = 10 t 1, km/h. Volgns tl in figuur 35 is wrmtprouti n P pro = 580 W/m 2. D huiopprvlkt vn n gmil mn is A = 1,8 m 2, us is totl fgvor wrmt Q totl = P wrmt A t = 580 1,8 1, = 1, J = 15,8 MJ. D lopr is us 9,0 100% = 57% vn fgvor wrmt kwijtgrkt oor 15,8 zwtn. 4 Ht wrmtvrlis oor strling is t rknn mt P strling = σ A T hui wrij σ onstnt vn Boltzmn is: σ = 5, W/(m 2 K 4 ), A wr huiopprvlkt n T huitmprtuur: T = 37 C = = 310 K. P str ling = 5, , = 9, W. D totl hovlhi uitgstrl wrmt is us Q strling = P strling t = 9, , = 1, J = 14,3 MJ. Er is 15,8 MJ wrmt gprour, wrvn 9,0 MJ kwijtgrkt is oor zwt us r zl minr n 14,3 MJ wrmt zijn kwijtgrkt oor strling. Ht is zkr go moglijk t ll ovrig wrmt oor strling is kwijtgrkt. 20% vn gruikt nrgi is omgzt in ri, us is 80% vn gruikt nrgi fgvor wrmt. D fgvor wrmt is Q totl = 1, J, us is ri W = , = 3, J = 3,9 MJ. W = F gm s F gm = W s = 3, = 94 N. D huiopprvlkt is t rknn mt: A = 0,202 m 0,425 l 0,725. Pul: A = 0, ,425 1,80 0,725 = 1,927 = 1,9 m 2 n Quintn: A = 0, ,425 1,70 0,725 = 1,849 = 1,8 m 2. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 13 vn 21

14 D mss vn ht wtr t Pul is kwijtgrkt is m = ρ V = 0,998 0,400 = 0,399 kg. D wrmt i Pul rm kwijtrkt is t rknn mt Q zwtn = w m = 2, ,399 = 9, J. Pul fitst mt n snlhi vn 40 km/h, us volgns tl vn figuur 35 is P wrmt = 700 W/m 2. D gfitst fstn is 65 km, us r on z t = s 65 km = = 1,625 h = 5,85 v 40 km/h 103 s ovr. D totl fgvor wrmt is n: Q totl = P wrmt A t = 700 1,927 5, = 7, J. Pul rkt us 9, % = 11% vn zijn wrmt vi zwtn kwijt. 7, Ht wrmtvrlis oor strling is t rknn mt P strling = σ A T hui wrij σ onstnt vn Boltzmn is: σ = 5, W/(m 2 K 4 ), A wr huiopprvlkt n T huitmprtuur: T = 37 C = = 310 K P strling,uit = 5, , = 1, W. D totl hovlhi uitgstrl wrmt is: Q strling,uit = P strling,uit t = 1, , = 5, J. Tglijkrtij sorrt hui wrmtstrling uit omgving, i n tmprtuur vn 15 o C hft. Ht gsorr vrmogn is n: P strling,in = 5, , = 0, W. D totl gsorr wrmt is n: Q strling,in = P strling,in t = 0, , = 5, J. Ht ntto vrlis n wrmt is us 5, J 5, J=0, J Pul rkt us 5, % = 75% vn zijn wrmt kwijt oor strling. 7, Bij zlf mss n inspnning zl Quintn vnvl wrmt prourn, mr huiopprvlkt vn Quintn is klinr. Ht wrmtvrlis oor strling is vnrig klinr n rom zl Quintn mr motn zwtn om zlf hovlhi wrmt f t kunnn vorn ls Pul. Quintn zl us mr voht kwijtrkn tijns it ronj fitsn. 88 D wrmt i Fron pr minuut kwijtrkt n ht opwrmn vn ingm luht is t rknn mt: Q luht = m T. Hirij is soortlijk wrmt vn luht: luht = 1, J/(kg K). D mss is t rknn mt m = ρ V wrij ρ luht = 1,293 kg/m 3. Ht volum luht t pr minuut wort ingm is V = 8 3,0 = 24 L = m 3. D mss vn luht is: m = 1, = 3, kg Q luht = 1, , (30 17) = 4, J. D hovlhi wtrmp i ingm luht vt is f t lzn in punt A vn figuur 45: 8,5 g/m 3. Bij 30 C kn uitgm luht volgns figuur 45 mximl 27 g/m 3 wtrmp vttn. Bij n rltiv luhtvohtighi vn 90% vt luht us 0,90 27 = 24,3 g/m 3 wtr. Er is us 24,3 8,5 = 15,8 g/m 3 wtr vrmpt. Fron mt pr minuut m 3 luht in, us vrmpt r pr minuut 15, = 0,379 g wtr. D nrgi i t kost is Q vrmpn = w m = 2, , = 857 = 8, J. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 14 vn 21

15 Q mhling = Q luht + Q vrmpn = 4, , = 1, J. Volgns tl in figuur 35 is wrmtprouti ij slpn P wrmt = 46 W/m 2. D huiopprvlkt vn n gmil vrouw is A = 1,6 m 2, us is totl fgvor wrmt Q totl = P wrmt A t = 46 1,6 60 = 4, J. Fron rkt us 1, % = 29% vn hr wrmt kwijt oor hr 4, mhling. Als Fron in n tntj slpt is T = 30 5 = 25 C Q luht = 1, , = 7, J. Bij 15 C kn uitgm luht volgns figuur 45 mximl 5,8 g/m 3 wtrmp vttn. Bij n rltiv luhtvohtighi vn 85% vt luht us 0,85 5,8 = 4,9 g/m 3 wtr. Er zl us 24,3 4,9 = 19,4 g/m 3 wtr vrmpn. Dt is pr minuut 19, = 0,466 g wtr. D nrgi i t kost is Q vrmpn = w m = 2, , = 1, J. Q mhling = Q luht + Q vrmpn = 7, , = 1, J. Fron rkt ij z tmprtuur us 1, ,42 10 kwijt oor hr mhling % = 41% vn hr wrmt 89 En mns hft n lngwrpig vorm, us ls sportr twml zo lng zou zijn, n zou zijn opprvlkt ook ijn twml zo groot zijn. Als mss vn sportr twml zo groot is, n zl voorl omvng (ronom) vn sportr grotr zijn n roor wort zijn opprvlkt nit twml zo groot mr vl minr n t. D opprvlkt zl us snllr stijgn mt lngt n mt mss vn sportr. 90 Oriëntti: Er motn rst n ntl nnms gmkt worn: D hrlopr hft n snlhi vn 10 km/h, us volgns tl in figuur 35 prourt hij 580 W/m 2, ht is n mn mt n huiopprvlkt vn 1,8 m 2 n n mss vn 70 kg n hij rkt ovrvrhit ls zijn tmprtuur gstgn is nr 40 C. Brkn hovl wrmt hrlopr prourt. Bij stilstn is ht wrmtvrlis 81 W/m 2. Ht vrshil tussn ht gprour vrmogn n ht wrmtvrlis is ht vrmogn Popwrm wrm hrlopr opwrmt. Mt hulp vn soortlijk wrmt vn mns vn 3,5 kj/(kg K) is uit t rknn hovl wrmt Q noig is om op t wrmn vn 37 C nr 42 C. Zo is tnslott tij uit t uit t rknn oor z wrmt Q t ln oor P opwrm. Uitwrking: P wrmt = 580 1,8 = 1, W n P vrlis = 81 1,8 = 1, W. D hrlopr zl us opwrmn mt P opwrm = 1, , = 8, J/s. D wrmt i noig is om tmprtuur vn hrlopr t ltn stijgn nr 40 C is: Q = m T = 3, (40 37) = 7, J t = Q P opwrm = 7, , = 8, s = 14 min. 91 Voor ht opwrmn vn 1 L wtr is noig: Q = m T = 4, ,0 37 = 1, J = 0,15 MJ. Norml vrrn j ongvr 10 MJ pr g, us j zult wl hl vl ijswtr motn rinkn om op z mnir f t vlln. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 15 vn 21

16 92 Bij rog luht is wrmtgliingsoëffiiënt i vn luht, us W m -1 K -1, zi Bins tl 12. Bij 100% rltiv luhtvohtighi (t is vrzig luht) is wrmtgliingsoëffiiënt vn luht glijk n i vn wtr: 0,60 W m -1 K -1, zi Bins tl 11. Bij 50% rltiv luhtvohtighi zl wrmtgliingsoëffiiënt 0,30 W m -1 K -1 zijn. Door vrmping vn ht wtr is rltiv luhtvohtighi vlk ovn n in ht shirt hoorlijk hoog, misshin wl 50%. D wrmtgliingsoëffiiënt vn z luht is n ook vl grotr wroor prsoon mt ht ntt shirt vl snllr fkolt. 93 Oriëntti: Door sorpti vn wtrmp wort ht wrmtvrlis oor gliing ngvul. Dit wrmtvrlis oor gliing is t rknn mt hulp vn P gliing = λ A T. Nu motn rst n ntl nnms worn gmkt: D wrmtgliingsoëffiiënt vn stof vn js is glijk n wrmtgliingsoëffiiënt vn luht: λ = W m 1 K 1. W gn voor js uit vn n opprvlkt A = 1 m 2 n n ikt = 5 m. Ht tmprtuurvrshil is 1 gr. D totl hovlhi wrmt i wort gsorr is n t rknn mt Q = P gliing t wrij t = 15 min. Uitwrking: P gliing = ,05 = 0,48 W Q = 0, = 432 J = 0,4 kj. 94 Extrpolr grfik tot n nm n mk vrvolgns n inshtting vn opprvlkt onr grfik tussn 8000 n nm. Ht gvrg prntg is opprvlkt onr grfik tussn 8000 n nm gl oor opprvlkt onr totl grfik. Dit is ongvr 8%. = λ f f = 3, us f = = 4 λ Hz n f = 3, = 2, Hz. Ht frquntigi vn z infrro strling is 2, tot Hz. 95 (is r nit) K2.5 AFSLUITING 96 Eign ntwoor vn lrling ( n ) 97 Groothn i n rol spln ij homosts in ht mnslijk lihm zijn lihmstmprtuur, loruk, suikrspigl, zuurstofghlt in ht lo, hovlhi fvlstoffn, zuurgr. Groothn i mns mt zijn zintuign kn wrnmn zijn liht, glui, tmprtuur, gur, smk, ruk. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 16 vn 21

17 f g h i j k En zintuig stt uit zintuiglln i prikkls vn uitn kunnn wrnmn n oorgvn. En rptor is n l i spifik informti innn ht lihm wrnmt. En rptor is us ignlijk n zintuigl voor innn in ht lihm. Groothn i rptorn in ht mnslijk lihm kunnn wrnmn zijn houing, zuurstofghlt in ht lo, hovlhi fvlstoffn n lihmstmprtuu r. All lkrnn vn znuwn i spirn nsturn vinn zih in ht ntrl znuwstlsl (hrsnn n ruggnmrg). D nritn vn znuwl ontvngn ht signl n gvn ht vi ht llihm n ht xon oor. Ht xon is n zr lng uitlopr i tot in ht ntrl znuwstlsl rikt. Dr wort ht signl oorggvn n nr znuwlln n vrr vrspri. D znuwl i ls rti spir nstuurt ligt ook mt zijn lkrn in ht ntrl znuwstlsl. Ht signl loopt wr vi ht xon tot n synps ij spirn. D onntrti vn ntriumionn is uitn l grotr n innn in l, trwijl onntrti vn kliumionn uitn l klinr is n innn in l. In n rustsituti ontstt r zo n spnning vn -90 mv ovr wn vn znuwl. Als z rustsituti oor n prikkl wort vrstoor gn r in lwn klin knltjs opn wroor ntriumionn nr innn zulln gn. Hiroor wort mmrnpotntil rst minr ngtif n zlfs positif. Er ontstt n spnningspuls, tipotntil. Door z positiv spnning gn knltjs voor ntriumionn iht n opnn knltjs voor kliumionn wroor kliumionn l uit gn. Hiroor gt mmrnpotntil wr trug nr ngtiv wr vn -90 mv. D ri funtis vn lostroom zijn ht trnsportrn vn zuurstof, voingsstoffn n fvlstoffn, ht vrsprin vn hormonn oor ht lihm n ht rgln vn tmprtuur vn ht lihm. En vrshil tussn znuwn n hormonn is t znuwn vi lktrish signln wrkn trwijl hormonn mt hmish signln wrkn. En ovrnkomst tussn znuwn n hormonn is t z lli signln trnsportrn. D zuurstofhoft is n mt voor inspnning. Mr r is gn nuiig vrn tussn zuurstofhoft n mhlingsfrqunti omt j, ls j mr zuurstof noig ht, ook ipr gt mhln n ls ht zuurstofghlt in j lo lg is nmn j longn ook mr zuurstof op uit luht. D hrtfrqunti is n tr mt voor zuurstofhoft, wnt z hngt irt f vn hoft n voingsstoffn n zuurstof in ht lihm. En rflx is vl snllr n n gwon rti op n prikkl, omt nit rst n signl nr hrsnn hoft t gn: r wort irt grgr. l Tussn spirkrht n ht ntl spirlln is n vnrig vrn. m D nrgi uit voingsstoffn wort oor spirn omgzt in wrmt n ri. n Ht mnslijk lihm vrlist zijn wrmt oor gliing, stroming, strling, o p q vrmping n mhling. D strlingswrmt i ht lihm uitstrlt is vnrig mt vir mht vn tmprtuur (in Klvin) vn uitstrln hui. Als wrmtlns nit in vnwiht is zl tmprtuur vn ht mnslijk lihm stijgn of ln wroor ht lihm ovrvrhit of onrkol rkt. Als imn intnsif gt sportn zl ht lihm volgn mtrgln trffn: Mr lo vlk onr hui ltn stromn, om zo ht wrmtvrlis oor s trling, gliing n stroming t vrhogn, n (mr) trnspirti, om zo ht wrmtvrlis oor zwtn t vrhogn. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 17 vn 21

18 r Wrmtvrlis oor gliing hngt voorl f vn ht vrshil in tmprtuur vn hui n omgvingstmprtuur, trwijl wrmtvrlis oor stroming voorl fhngt vn fvor vn wrmt, us vn luhtstroming om ht lihm Blooping is n mnir om zuurstofvoorzining vn spirn t vrtrn. Dt is voorl vn lng ij uursportrs n hft winig zin ij sprintrs. D nol stroïn zorgn voor n tonm vn spirmss, us sportr zl inr hrr kunnn lopn. D sportr mot wl hr lijvn trinn omt nrs spirlln worn fgrokn. Bij glijk inspnning krijgt sportr u s n onrlijk voorl. Oriëntti: Brkn rst ht nrgivrlis mt η = W E h, wrij η = 23% n W = P t mt P = 260 W n t = 3 h = 1, s. Brkn vrvolgns hovl grm gluos hirvoor mot worn vrrn mt E h = r m m. D strutuurformul vn gluos is volgns Bins tl 66B: C H12O6. M Mt hulp vn Bins tl 99 is n molir mss t rknn. D vrrningswr vn gluos is r m = 28, J/mol (Bins tl 56). Uitwrking: W = 260 1, = 2, J E h = W = 2, = 1, J. η 0,23 M = 6 12, , ,00 = 180,156 g/mol. m = E h M = 1, ,156 = 7, r m 28, g. Ht rnmnt vn spirn is 23%, us wort 100% - 23% = 77% vn zijn nrgi omgzt in wrmt. D wrmtprouti is us P wrmt = = 870 W Q = P wrmt t = 870 1, = 9, J = 9,4 MJ. Als 50% vn gprour wrmt wort fgvor oor zwt, n is Q zwt = 0,50 Q = 0,50 9, = 4, J. Voor vrmping glt t Q zwt = v m, wrij v vrmpingswr vn wtr is: v = 2, J/kg (Bins tl 11) m = Q zwt = 4,7 106 = 2,1 kg. v 2, Als nu ijn ll wrmt wort fggvn oor zwt trwijl t vorig jr hlft vn wrmt ws, zl r nu us tw kr zovl zwt gprour worn. D wilrnnr zl us 2,1 kg xtr zwt prourn n mot 2,1 L xtr wtr rinkn tijns r Volgns tl in figuur 35 is wrmtprouti ij rustig hrlopn (7 km/h) 232 W/m 2. D huiopprvlkt vn wilrnnr is A = 0,202 m 0,425 l 0,725 = 0, ,425 1,70 0,725 = 1,81 m 2. Dus P wrmt = 232 1,81 = 419 W. D wrmt i in één uur wort gprour is us Q = P w rmt t = = 1, J. Om n onstnt inwnig tmprtuur t houn mot Fin z wrmt ook wr fvorn, us mot hij 1,5 MJ wrmt fvorn in it uur. Ht rnmnt vn spirn is 20%, us wort 100% - 20% = 80% vn zijn nrgi omgzt in wrmt. Ht gmil nuttig vrmogn is us P nut = = 1,0 102 W. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 18 vn 21

19 D wrmt i in 5 minutn wort gprour is Q = P wrmt t = = 1, J. D tonm vn lihmstmprtuur is t rknn mt Q = m T mt = 3,5 J/(kg K) T = Q = 1, = 0,51 C. m 3,5 70 Als Fin gint mt hrlopn zl zijn mhlingsfrqunti stijgn n zl hij op n uur sts ipr gn mhln. Hiroor stijgt wrmtfgift oor mhln. Tijns ht hrlopn stijgt tmprtuur vn Fin. Zijn wrmtfgift oor strling, stroming n gliing zulln hiroor tonmn. Op n ggvn momnt gt Fin zwtn n komt r ook wrmtfgift oor zwtn ij. Als j rustig gt wnln nmt wrmtfgift oor mhln f. J tmprtuur lt us ook j wrmtfgift oor strling, stroming n gliing zulln fnmn. Mr j lihm is nog sts zwt us wrmtfgift oor zwtn zl nog nit zo snl fnmn. J prourt wl minr wrmt, us j krijgt ht kou. 101 U C = k T [ln(c q uitn ) ln(c innn )] mt k = 1, J/K, T = 37 C = 310 K. Omt ht liumion twwrig is (C 2+ ) is q tw kr zo groot: q = 2 1, = 3, C. Voor liumionn is C uitn = 0,150 mol/l n C innn = 0,015 mol/l U C = 1, [ln( ) ln( )] = 0,132 V = 132 3, mv. Als w r vnuit gn t rustspnning ht gmil is vn UC n UK (wt in wrklijkhi nit juist is), n kunnn w UK ls volgt rknn: U rust = U C +U K U 2 K = 2 U rust U C = 2 ( 80) 132 = 292 mv. Voor kliumionn glt: U K = k T [ln(c uitn ) ln(c innn )] q 0,292 = 1, ln (C uitn ) 1, (C innn ) ln (C uitn ) (C innn ) = 10,9 (C uitn ) = (C innn ) 10,9 = 1, (C innn ) = 1 = 5,5 (C uitn ) 1, D onntrti kliumionn is us innn znuwl grotr n uitn znuwl in rustsituti. Wrshijnlijk zijn it mr kliumionn wnt z zijn nwrig trwijl liumionn twwrig zijn. 102 Ht lovolum vn n gmil mn is 5 L, us 0, % = 10%. Mt 10% minr lo is r n mrkr slhtr trnsport vn zuurstof n fvlstoffn, us kunnn j spirn minr go funtionrn W = E z = m g h = 68 9, = 9, = 9, J. D ri pr trptr is W tr = 9, = 125 = 1, J. 745 Jo loopt trppn in 6 min n 51,4 s, t is ,4 = 411,4 s P = W = 9, = 227 = 2,3 t 411,4 102 W. In opgv is wggvlln t lnmrs in totl 1471 mtr flggn. D gmil spirkrht vn Jo is n t rknn mt W = F spir s F spir = W s = 9, = 63 N. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 19 vn 21

20 P str ling = σ A T hui 4 wrij σ = 5, W/(m 2 K 4 ), T hui = = f g 310 K n A = 0,202 m 0,425 l 0,725 = 0, ,425 1,75 0,725 = 1,82 m 2 P str ling = 5, , = 9, W Q strling = P strling t = 9, ,4 = 3, J = 0,39 MJ. Oriëntti: Jo rkt ij ht mhln wrmt kwijt n ht opwrmn vn luht vn 18 C nr 30 C, n hij rkt wrmt kwijt n ht vrmpn vn ht wtr, omt luhtvohtighi vn uitgm luht hogr is n i vn ingm luht. D wrmt i Jo kwijtrkt n ht opwrmn vn luht is t rknn mt Q vrwrmn = luht m T mt = 1, J/(kg C) n m = ρ V wrij ρ luht = 1,293 kg/m 3 (zi ook tl 12 vn Bins). D wrmt i Jo kwijtrkt oort uitgm luht vohtigr is n ingm luht is t rknn oor n hn vn tl in figuur 50 t pln hovl wtrmp ingm n uitgm luht vttn n it in t vulln in Q vrmpn = w m mt w = 2, J/kg (zi Bins tl 12). Tnslott is: Q zwtn = Q vrwrmn + Q vrmpn. Uitwrking: T = = 12 C n V = 4,7 L = 4, m 3 m = 1,293 4, = 6, kg Q vrwrmn = 1, , = 72,9 J. Uit tl in figuur 50 is oor intrpolti t pln t r ij 18 C mximl (17,3 12,8) = 15, 5 g wtrmp in één m 3 luht zit. Bij n rltiv luhtvohtighi vn 50% zit r us 0,50 15,5 = 7,8 g/m 3 wtr in luht. Bij 30 C is f t lzn t r mximl 30,3 g wtrmp pr m 3 in luht zit. Bij n rltiv luhtvohtighi vn 90% zit r us 0,90 30,3 = 27,3 g/m 3 wtr in luht. Er is us 27,3 7,8 = 19,5 g/m 3 vrmpt. Bij n longinhou vn 4,7 L is mss vn ht vrmpt wtr m = 19,5 4, = 9, g Q vrmpn = 2, , = 2, J. Q zwtn = Q vrwrmn + Q vrmpn = 72,9 + 2, = 2, J = 21 kj pr mhling. 178 slgn pr minuut n 60 ml pr slg, gurn 6 minutn n 51,4 s. Dn is r us 178 0,060 (6 + 51,4 ) = 73,2 = 73 L. 60 h V mn = m 9 L = ,75 = 5506 ml = 5,5 L. 73,2 i = 13 kr. 5, f D rolwrijvingskrht, luhtwrijvingskrht n omponnt vn zwrtkrht in rihting vn hlling. D omponnt vn zwrtkrht in rihting vn hlling zorgt voor n xtr tgnwrkn krht wroor zuurstofhoft vn wilrnnr xtr groot is. Door lg luhtruk wort luht minr hr nr innn guw oort ht vrshil tussn ruk vn uitnluht n luhtruk in j uitgztt longn n klinr is. Bovnin is luht ijlr n vt us minr zuurstof pr m 3. Hiroor krijg j pr mhling minr zuurstof innn. Ht voorl is t luhtwrstn lgr is, wnt z is vnrig mt ihthi vn luht. Ht voorl vn lg luhtwrstn hngt f vn snlhi vn wilrnnr, wnt luhtwrstn is kwrtish vnrig mt snlhi. Als wilrnnr n stil rg op rijt zl zijn snlhi rg lg zijn. En hoogglgn wilrn ligt vlk zot zwrtkrht gn rol splt. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 20 vn 21

21 g Bij ht rgop rijn zl snlhi zo lg zijn t ht voorl vn lg luhtwrstn nit opwgt tgn xtr zuurstofhoft vn wilrnnr n ht nl vn lg luhtruk ij mhling. ThimMulnhoff v CONCEPT Pgin 21 vn 21