Ejercicios sobre metabolismo y primera ley de la termodinamica

01. Un hombre de 60 kg mueve tierra con una pala con un rendimiento del tres por ciento, y su tasa metabólica es de 8 W/kg. (a) ¿Cuál es su producción de potencia por metabolismo? (b) ¿Cuánto trabajo produce en una hora? (c) ¿Qué calor pierde su organismo en una hora?

[Respuesta: (a) 480 W. (b) 44,1 kJ. (c) 1425 kJ.]

02. En 1846, J. P. Joule halló experimentalmente que en 24 horas un caballo hace un trabajo equivalente a elevar un peso de 10⁸ N hasta una altura de 0,3 m. El forraje y el maíz consumidos durante dicho periodo equivalen a una reserva de energía interna de 1,2x10⁸ J. (a) ¿Qué fracción de dicha energía interna utiliza el caballo para hacer trabajo mecánico? (b) Si el rendimiento real del caballo fuera de un 30 por ciento, ¿cuál sería su tasa metabólica basal?

[Respuesta: (a) 0,25. (b) 0,772 W/kg. Comentario: Se supuso un caballo de 300 kg de masa.]

03. Un colibrí consume 0,06 W para revolotear. Las tasas de consumo de oxígeno medidas experimentalmente para un colibrí en reposo y revoloteando son respectivamente 5x10^-6 litros/s y 35x10^-6 litros/s. ¿Cuál es el rendimiento de un colibrí cuando revolotea?

[Respuesta: 9,9%]