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특정작업에 대해 10분의 작업마다 5분간의 산소소비량을 측정한 결과 5분간 배기량 90L에 산소 14%, 이산화탄소 6%로 분석되었다. 산소소비량과 에너지소비량을 구하시오.

(단, 공기 중 산소는 21vol%, 질소는 79vol%로 한다.)

해설
분당 배기량 905=18\dfrac{90}{5}=18 L/min
배기 질소 농도 100146=80%100-14-6=80\%
분당 흡기량 18×0.800.79=18.2318\times\dfrac{0.80}{0.79}=18.23 L/min
산소소비량 18.23×0.2118×0.14=1.3118.23\times0.21-18\times0.14=1.31 L/min
에너지소비량 1.31×5=6.541.31\times5=6.54 kcal/min


[해설]

산소소비량을 구하는 표준적인 방법(Douglas bag)은 배기량과 배기 중 산소·이산화탄소 농도로부터 흡기량을 역산한 뒤, 흡기 산소량과 배기 산소량의 차이로 소비된 산소량을 구하는 것이 핵심이다.

분당 배기량과 흡기량을 먼저 구한다.
분당 배기량 905=18 L/min\dfrac{90}{5}=18\ \mathrm{L/min}
배기 질소농도 100146=80%100-14-6=80\%
분당 흡기량 18×0.800.79=18.23 L/min18\times\dfrac{0.80}{0.79}=18.23\ \mathrm{L/min}

이어 흡기 산소량에서 배기 산소량을 빼면 산소소비량이 되고, 여기에 산소 1L당 약 5kcal의 에너지가를 곱하면 에너지소비량이 된다.
산소소비량 18.23×0.2118×0.14=1.31 L/min18.23\times0.21-18\times0.14=1.31\ \mathrm{L/min}
에너지소비량 1.31×5=6.54 kcal/min1.31\times5=6.54\ \mathrm{kcal/min}

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