Question

Intr-o cutie izolata adiabatic se introduce un hamster.In cutie se afla aer cu caldura specifica caer=1020 J/kg•k.Deoarece hamsterul alearga prin cutie,temp aerului in incinta creste cu delta t=2°C/h.Hamsterul se hraneste cu seminte ,care prin metabolizare ii furnizeaza acestuia o energie de 25J pe fiecare gram de seminte mancat.Se neglijeaza caldura preluata de cutie de la aer.
Sa se afle:a)Cantitatea de caldura furnizata de hamster aerului din cutie in 2 ore
b)Energia pe care trebuie sa o ia hamsterul in t=2h daca randamentul conversiei hranei in caldura este 20%.
c)Masa de seminte pe care trebuie sa le manance hamsterulvin timpul t=2h,in conditiile precizate mai sus.

Answer 1

Notam
m=masa aerului din cutie (necunoscuta)
caer=1020L/kg*K caldura specifica a aerului
Δt=2C/h variatia temperaturii aerului in timp de o ora
ΔQ=25J/gram caldura obtinuta de hamster cand consuma un gram de seminte
t=2h timpul cat sta hamsterul in cutie
eta=20% randamentul de conversie a hranei in caldura
M=masa de seminte consumata de hamster in 2 ore in grame
a)Q1=m*c aer*Δt este caldura cedata de hamster intr-o ora
In doua ore se cedeaza caldura
Q=2*Q1=2*m*c*Δt.
Mentionez ca nu o poti calcula deoarece nu stii masa aerului din cutie!
b)
Aceasta cantitate de caldura reprezinta 20% din energia luata de hamster  atunci camd consuma masa M
Caldura consumata generata de seminte este
eta =Q/Qc de unde Qc=Q/eta
c)
Caldura utila se scrie
Q=eta*Qc unde
Qc=M*ΔQ
Q=eta*M*ΔQ cu Q aflat la punctul a)
De aici scoatem M
M=Q/eta*ΔQ grame
Daca nu stii masa initiala de aer, nu poti face calculele!
Spor!