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특정 작업에 대한 60분의 작업 중 3분간의 산소소비량을 측정한 결과 … | 2013년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

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특정 작업에 대한 60분의 작업 중 3분간의 산소소비량을 측정한 결과 57L의 배기량에 산소가 14%, 이산화탄소가 6%로 분석되었다. 다음 물음에 답하시오.
(단, 공기 중 산소는 21vol%, 질소는 79vol%라고 한다.)

① 분당 에너지 소비량을 구하시오.
② 남자와 여자를 구분하여 휴식시간을 계산하시오.
해설
①: 분당 배기량 =573=19=\dfrac{57}{3}=19 L/min
분당 흡기량 =19×10014679=19.24=19\times\dfrac{100-14-6}{79}=19.24 L/min
산소 소비량 =(19.24×0.21)(19×0.14)=1.38=(19.24\times0.21)-(19\times0.14)=1.38 L/min
분당 에너지 소비량 =1.38×5=6.9=1.38\times5=6.9 kcal/min
②: 남자 휴식시간 =60×6.956.91.5=21.11=60\times\dfrac{6.9-5}{6.9-1.5}=21.11
여자 휴식시간 =60×6.93.56.91.5=37.78=60\times\dfrac{6.9-3.5}{6.9-1.5}=37.78


[해설]

이 문항은 더글라스백(Douglas bag) 방법으로 측정한 배기량·산소농도·이산화탄소농도로부터 산소소비량과 에너지소비량을 구하고, 이를 Murell 공식에 대입해 성별 휴식시간을 산정하는 문제다.

분당 흡기량은 흡기와 배기의 질소량이 같다는 원리(배기 중 질소 = 100−O₂%−CO₂%)를 이용해 배기량으로부터 환산하며, 산소소비량은 흡기 시 산소량에서 배기 시 산소량을 뺀 값이다.

19×10014679=19.2419 \times \dfrac{100-14-6}{79} = 19.24 L/min
(19.24×0.21)(19×0.14)=1.38(19.24 \times 0.21) - (19 \times 0.14) = 1.38 L/min
1.38×5=6.91.38 \times 5 = 6.9 kcal/min

산소 1L 소비당 약 5kcal가 소비된다는 환산 계수를 곱해 분당 에너지소비량을 구한 뒤, 남녀 각각의 권장 평균 에너지소비량(남 5, 여 3.5kcal/min)을 Murell 공식의 S에 대입하는 것이 채점 포인트다.

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