Giải Câu hỏi 2 trang 29 SGK Vật lí 12
Đề bài
Vận động viên chạy marathon mất rất nhiều nước trong khi thi đấu. Các vận động viên thường chỉ có thể chuyển hoá khoảng 20% năng lượng hoá học dự trữ trong cơ thể thành năng lượng dùng cho các hoạt động của cơ thể, đặc biệt là hoạt động chạy. Phần năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt thải ra ngoài nhờ sự bay hơi của nước qua hô hấp và da để giữ cho nhiệt độ của cơ thể không đổi. Nếu vận động viên dùng hết 11 000 kJ trong cuộc thi thì có khoảng bao nhiêu lít nước đã thoát ra khỏi cơ thể? Coi nhiệt độ cơ thể của vận động viên hoàn toàn không đổi và nhiệt hoá hơi riêng của nước trong cơ thể vận động viên là $2,45.10^6$ J/kg.
Lời giải
Phân tích: Năng lượng vận động viên dùng hết là $E = 11\,000$ kJ $= 1,1.10^7$ J. Trong đó chỉ $20\%$ chuyển thành năng lượng có ích cho hoạt động, còn lại $80\%$ chuyển thành nhiệt và được thải ra ngoài nhờ nước trong cơ thể bay hơi (để giữ nhiệt độ cơ thể không đổi).
Nhiệt tỏa ra làm nước bay hơi:
$$Q = 80\% \cdot E = 0,8 \cdot 1,1.10^7 = 8,8.10^6 \text{ (J)}$$
Khối lượng nước đã bay hơi: Vì nhiệt này dùng để hóa hơi nước ở nhiệt độ không đổi nên
$$Q = m \cdot L \Rightarrow m = \dfrac{Q}{L} = \dfrac{8,8.10^6}{2,45.10^6} \approx 3,59 \text{ (kg)}$$
Thể tích nước: Khối lượng riêng của nước $D = 1$ kg/lít nên
$$V = \dfrac{m}{D} = \dfrac{3,59}{1} \approx 3,59 \text{ (lít)}$$
Kiểm tra lại: $m = \dfrac{8,8.10^6}{2,45.10^6} = 3,591...$ kg $\approx 3,59$ kg $\Rightarrow V \approx 3,59$ lít. Vậy có khoảng $3,59$ lít nước đã thoát ra khỏi cơ thể.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.