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출제 13-3

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 L/min
분당 흡기량 L/min
산소 소비량 L/min
분당 에너지 소비량 kcal/min
②: 남자 휴식시간
여자 휴식시간


[해설]

이 문제는 배기량-흡기량 차이로 산소소비량을 구한 뒤 분당 에너지소비량으로 환산하고, 이를 Murrell의 휴식시간 공식에 대입해 남녀 휴식시간을 각각 구하는 순서로 풀이한다.

분당 배기량은 57/3=19 L/min57/3 = 19\ \mathrm{L/min}이고, 흡기량은 질소량 보존을 이용해 Vin=Vout×100O2%CO2%79=19×8079=19.24 L/minV_{in} = V_{out}\times\dfrac{100-\mathrm{O_2}\%-\mathrm{CO_2}\%}{79} = 19\times\dfrac{80}{79} = 19.24\ \mathrm{L/min},
산소소비량은 (19.24×0.21)(19×0.14)=1.38 L/min(19.24\times0.21)-(19\times0.14) = 1.38\ \mathrm{L/min},
여기에 5 kcal/L5\ \mathrm{kcal/L}을 곱하면 6.9 kcal/min6.9\ \mathrm{kcal/min}이 된다.

휴식시간은 R=T×ESE1.5R = T\times\dfrac{E-S}{E-1.5}로 구하며, SS는 성별 기준 에너지소비량(남 5, 여 3.5 kcal/min), 1.51.5는 안정 시 소비량이므로 남자 21.11 분21.11\ \mathrm{분}·여자 37.78 분37.78\ \mathrm{분}이 되어, 같은 작업이라도 성별 기준값 차이 때문에 휴식시간이 다르게 산출된다.

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