Выдыхаемый воздух зимой нагревается, например, от -15˚С до почти 36˚С. Определите потери тепла ΔQ за счет дыхания. Человек в час выдыхает приблизительно 2 м^3 (2,2кг) воздуха. Каков механизм сокращения потерь?

Дано:

$t_1=-15^{\circ}C$

$t_2=36^{\circ}C$

$m=2,2$ кг

Найти: $\Delta Q$

$\Delta Q=Cm(t_2-t_1)$            (1)

где $C,\;m,\;t_2,\;t_1$ - соотвественно удельная теплоёмкость воздуха, масса воздуха, конечная и начальная температуры воздуха.

Удельная теплоёмкость воздуха зависит от температуры:

 

Воздух (100 % влажность) 1030 $\frac{Дж}{кг*С}$

Воздух (сухой) 1007 $\frac{Дж}{кг*С}$

Возьмем среднее значение удельной телоемкости $C=1019$ $\frac{Дж}{кг*С}$

Подставим исходные данные в формулу (1).

$\Delta Q=1019*2,2*(36-(-15))\approx 114332$ Дж

Потери тепла человеком за счет нагревания им вдыхаемого воздуха до температуры выдыхаемого составляют приблизительно 114 кДж в час.  Это большие потери или не очень? Много или мало?  Для сравнения, таким количеством тепла можно было бы нагреть 300 грамм воды от начальной температуры 20 градусов  до кипения. 

Для уменьшения потерь мы с вами частично прикрываем нос и рот, например, шарфом или капюшоном.  При этом выдохнутый воздух смешивается с новым и немного его подогревает.