Mathematical and Physical Journal
for High Schools
Issued by the MATFUND Foundation
Already signed up?
New to KöMaL?

Problem G. 789. (October 2022)

G. 789. Estimate how much your body mass decreases while you sleep for eight hours peacefully! Use the following data:

– During one breath 0.5 l of air is exchanged.

– We breathe 15 times in a minute.

– The carbon dioxide content of the exhaled air is 5 V/V%.

– The exhaled air contains 6 V/V% water vapour.

(3 pont)

Deadline expired on November 15, 2022.


Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. Az éjszaka folyamán kilélegzett levegő térfogata

\(\displaystyle \frac{0{,}5~\text{liter}}{\text{légzés}} \cdot \frac{15~\text{légzés}}{\rm perc}\cdot 8~\text{óra}=3600~\text{liter}.\)

Az ebben lévő szén-dioxid térfogata \(\displaystyle 0{,}05\cdot 3600=180~\text{liter}\), ami \(\displaystyle 35\,^\circ\)C hőmérsékleten (ahol a moláris térfogat kb. 26 liter) \(\displaystyle n=7\) mol anyagmennyiséget jelent. A kilélegzett szén-dioxidban lévő szén tömege

\(\displaystyle m_\text{szén}= 7~\text{mol}\cdot \frac{12~{\rm g}}{\rm mol}= 84~\rm g.\)

(A testsúlycsökkenésnél a kilélegzett oxigént nem kell számításba vennünk, hiszen azt nem a testünk, hanem a belélegzett levegő adja.)

Az éjszaka folyamán kilélegzett levegő

\(\displaystyle V_\text{vízgőz}=0{,}06\cdot 3600~{\rm dm}^3=216~\text{liter}\)

térfogatú vízgőzt tartalmaz. Mivel a telített vízgőz sűrűsége 35 fokon kb. 0,04 g/dm\(\displaystyle ^3\), a kilélegzett vízgőz tömege

\(\displaystyle m_\text{vízgőz}\approx 9~\rm g.\)

(A vízgőz miatti testsúlycsökkenés ennél kicsit kisebb, mert a belélegzett levegő is tartalmaz vízgőzt.)

Összességében a testünk tömege kb. 90\(\displaystyle \,\)g-mal csökken a nyugodt éjszakai alvás során.


Statistics:

55 students sent a solution.
3 points:Gergál-Máté Bence, Kovács Jakab, Pálkovács Tamás, Teleki Anna.
2 points:Antal Áron, Balázs Barnabás, Biró Kata, Bodnár Ákos, Csapó András, Cseresznye Ákos, Csordás Kevin, Dudás Szilárd, Éliás Kristóf , Kenyeres Sándor , Konkoly Zoltán, Leitert Dániel, Ligeti Barnabás, Matyó Simon, Medgyesi Júlia, Nagy 639 Csenge, Sós Ádám, Suba Gergő Dávid, Sukola Bence, Szabó 926 Bálint, Szabó 926 Bence, Szatmári Emese, Szendrői Bori , Szirmai Nimród, Tajta Sára, Tarján Ferenc , Toplak Ágnes, Tóth Hanga Katalin, Varga Zétény, Zhang Wenshuo Steve.
1 point:5 students.
0 point:2 students.
Unfair, not evaluated:11 solutionss.
Not shown because of missing birth date or parental permission:1 solutions.

Problems in Physics of KöMaL, October 2022