Время в комнате 50 м3 при расходе кислорода 20 л в час
Человек при дыхании расходует около 20 л кислорода и выделяет около 20 л углекислого газа в час. Оцените, какое время можно находиться в непроветриваемой комнате объёмом 50 м3 без угрозы для здоровья.
Дано
`V(комнаты) = 50 text{ м}^3 = 50000 text{ л}`
`v_text{потреб.}(O_2) = 20 text{ л/ч}`
`v_text{выдел.}(CO_2) = 20 text{ л/ч}`
`φ_text{норм.}(CO_2) = 0.04%`
`φ_text{крит.}(CO_2) = 0.1%`
Найти
`t = text{ ?}`
Решение
Найдём начальный объём углекислого газа в комнате:
`V_text{нач.}(CO_2) = (φ_text{норм.}(CO_2)*V(комнаты))/100 = (0.04*50000)/100 = 20 text{ л}`
Определим объём, соответствующий верхнему безопасному порогу концентрации углекислого газа в комнате:
`V_text{крит.}(CO_2) = (φ_text{крит.}(CO_2)*V(комнаты))/100 = (0.1*50000)/100 = 50 text{ л}`
Найдём объём углекислого газа, который необходимо добавить для критического уровня:
`ΔV(CO_2) = V_text{крит.}(CO_2) - V_text{нач.}(CO_2) = 50 - 20 = 30 text{ л}`
Найдём время, за которое будет накоплен этот объём углекислого газа:
`t = (ΔV(CO_2))/(v_text{выдел.}(CO_2)) = 30/20 = 1.5 text{ ч}`
Ответ
`t = 1.5 text{ ч}`
Дополнительно
Поскольку объём потребляемого кислорода равен объёму выделяемого углекислого газа, суммарный объём газов в помещении не изменяется и, следовательно, не повлияет на результаты расчётов.