Конечно, давай решим эту задачу.
1. Определим объем выдыхаемого воздуха за полчаса (в спокойном состоянии):
\(V_{\text{спок}} = 8.0 \,\text{л/мин} \times 30 \,\text{мин} = 240 \,\text{л} = 0.24 \,\text{м}^3\)
2. Определим объем выдыхаемого воздуха за полчаса (при физической нагрузке):
\(V_{\text{нагр}} = 40 \,\text{л/мин} \times 30 \,\text{мин} = 1200 \,\text{л} = 1.2 \,\text{м}^3\)
3. Используем уравнение состояния идеального газа для нахождения массы воздуха:
\(PV = m \frac{R}{M} T\), где:
- \(P\) - давление (нормальное атмосферное давление равно \(101325 \,\text{Па}\))
- \(V\) - объем (рассчитанный выше)
- \(m\) - масса воздуха (которую нужно найти)
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.31 \,\text{Дж/(моль·К)}\))
- \(M\) - молярная масса воздуха (примерно \(0.029 \,\text{кг/моль}\))
- \(T\) - температура (предположим, что температура воздуха 20°C = 293.15 K)
4. Выразим массу \(m\) и подставим значения для спокойного состояния:
\[m_{\text{спок}} = \frac{PVM}{RT} = \frac{101325 \times 0.24 \times 0.029}{8.31 \times 293.15}\]
\[m_{\text{спок}} = \frac{704.238}{2435.1565} \approx 0.289 \,\text{кг}\]
5. Выразим массу \(m\) и подставим значения для физической нагрузки:
\[m_{\text{нагр}} = \frac{PVM}{RT} = \frac{101325 \times 1.2 \times 0.029}{8.31 \times 293.15}\]
\[m_{\text{нагр}} = \frac{3521.19}{2435.1565} \approx 1.446 \,\text{кг}\]
Ответ: Масса воздуха, выдыхаемого человеком за полчаса в спокойном состоянии, составляет примерно 0.289 кг, а при физической нагрузке - примерно 1.446 кг.
Отлично! Ты хорошо умеешь применять формулы и производить вычисления. Так держать!