열역학 4-102.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 4-102


체중 100kg 성인 남자가 하루 3000 칼로리의 섭취량을 유지하며 수영, 춤추기, 조깅, 자전거 타기를 1시간씩 하여
체중 5kg를 줄이려고 할 때, 얼마의 기간이 걸리는지 계산한다.

가정: 빠르게 수영하기, 빠르게 춤추기, 조깅, 자전거 타기로 소모하는 에너지 소비율은 일정하다.
운동으로 소비한 에너지는 체내의 지방에서 소모된다.

풀이: 빠르게 수영하기, 빠르게 춤추기, 조깅, 자전거 타기 각각을 하루에 1시간씩 하고 나머지 시간은 휴식 및 잠을 잔다.
각 활동에 대한 일일 에너지 소비율은 교재의 표 4-2 몸무게가 68kg인 성인의 활동에 따른 대략적 에너지 소비율 표를 참고하여
아래와 같고,


따라서 100kg 성인 남자의 1일 총 소비 칼로리는 아래와 같다.

그러므로 섭취 칼로리보다 소모 칼로리가 아래와 같이 더 많으므로

소모 칼로리가 체내의 지방을 소비한다면 하루에 감량하는 체중은 아래와 같고,

5kg을 감량하는데 걸리는 시간은 아래와 같다.


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열역학 4-101.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 4-101


맥도날드의 빅맥(Big Mac) 샌드위치, 버거킹의 와퍼(Whopper) 샌드위치, 감자 튀김과 올리브 50개 중 가장 많은 칼로리를 계산한다.

가정: 문제에 주어진 3가지 메뉴에 대한 칼로리만 고려한다.

풀이: 각각의 음식물에 대한 칼로리가 문제에 주어져 있으므로 각 메뉴에 대한 총 칼로리는 아래와 같다.


따라서 버거킹 와퍼(Whopper) 샌드위치를 먹는 사람이 가장 많은 칼로리를 섭취하며,
그 다음은 보통 크기의 감자 튀김과 50개의 올리브를 먹는 사람이며,
가장 작은 칼로리를 섭취하는 사람은 맥도날드의 빅맥(Big Mac) 샌드위치를 먹는 사람이다.


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열역학 4-100.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 4-100


68kg인 사람이 하디스에서 콜라, 로스트비프, 대형 로스트비프 샌드위치를 먹고,
이렇게 섭취한 칼로리를 계단 오르기로 소진하려고 할 때, 소요되는 시간을 구한다.

가정: 계단 오르기를 하는 사람의 몸무게 등은 일정하며 시간 당 소모 칼로리는 일정하다.

풀이: 하디스에서 섭취한 350mL 콜라 캔, 로스트 비프, 대형 로스트 비프 샌드위치의 총 칼로리 합은 아래와 같으므로


시간 당 400 칼로리를 소비하는 계단 오르기를 이용하여 해당 칼로리를 소모하기 위해 필요한 시간은 아래와 같이 계산된다.


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열역학 4-99.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

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문제 4-99


활동 및 신진대사가 거의 같은 두 친구가 점심으로 한 명은 버거킹(Burger King)의 더블 와퍼 샌드위치(Double Whopper Sandwitch),
대형 감자, 대형 콜라를 먹고, 다른 한 명은 와퍼 주니어(Whopper Junior), 소형 감자, 소형 콜라를 먹을 때,
1년 간 두 친구의 몸무게 차이를 구한다.

가정: 두 친구는 점심 메뉴를 제외하고 모든 면에서 같다고 가정한다.

풀이: 문제에 두 버거킹 메뉴의 칼로리가 주어져 있으므로 더블 와퍼 샌드위치(Double Whopper Sandwitch), 대형 감자, 대형 콜라를
먹는 친구가 하루동안 더 섭취하는 칼로리는 아래와 같다.


더 섭취한 칼로리가 사용되지 않고 몸 속의 지방으로 모두 축적될 때 1년 뒤 두 친구의 몸무게 차이는 아래와 같이 계산된다.


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문제 4-98


Bloody Mary 칵테일과 마티니로 얻는 칼로리를 크로스-컨트리 스키 장치로 소비하는데 걸리는 시간을 구한다.

가정: 문제에 주어진 조건 외의 사항은 고려하지 않으며,
Bloody Mary와 마티니로 섭취한 칼로리는 모두 신진대사 가능한 에너지라고 가정한다.

풀이: 150mL의 Bloody Mary(보드카와 토마토 주스를 섞어 만든 칵테일) 1병의 칼로리와
75mL의 마티니 1병의 칼로리가 각각 주어져 있고, 크로스-컨트리 스키 장치에서 소모하는 칼로리 소비율이 주어져 있으므로
각각의 음료로 얻은 칼로리를 소비하는데 걸리는 시간은 아래와 같이 계산된다.


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열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 4-97


350mL 캔에 들어 있는 일반 맥주와 칼로리가 적은 라이트 맥주에 대한 칼로리를 트레드밀 운동으로 소비하는데 걸리는 시간을 구한다.

가정: 문제에 주어진 조건 외의 사항은 고려하지 않으며 맥주로 섭취한 칼로리는 모두 신진대사 가능한 에너지라고 가정한다.

풀이: 문제에 350mL의 일반 맥주와 라이트 맥주의 칼로리가 주어져 있고 트레드밀로 소비하는 칼로리율이 시간 당 700 칼로리이므로
맥주로 섭취한 칼로리를 소비하는데 걸리는 시간은 다음과 같이 계산된다.


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열역학 4-96.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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문제 4-96


칼로리가 높은 알코올성 음료를 마시는 미국 성인이 체중 조절을 위해 알코올성 음료 대신 체중 조절용 소다수를 마실 때,
1년 동안 감소하는 몸무게를 계산한다.

가정: 알코올성 음료를 체중 조절용 소다수로 대신 한 것 외의 모든 요인은 같다고 가정한다.

풀이: 알코올성 음료를 대신해서 마시는 체중 조절용 소다수의 칼로리는 없으므로 이로 인해 매일 210 칼로리를 덜 섭취하게 된다.
따라서 1년 동안 덜 섭취하는 칼로리의 양은 아래와 같고,


줄어든 칼로리만큼 몸 속에 지방이 이를 대신한다고 할 때, 1년에 감소하는 몸무게는 다음과 같이 계산된다.


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문제 4-95


일정한 평균 비열의 남자가 격렬한 운동으로 체온이 증가 했을 때,
체온 증가로 인한 신체 열에너지 증가를 계산한다.

가정: 남자의 체중 및 평균 비열 등의 상태량은 균일하고 일정하다고 가정한다.
체온은 신체 전체에 걸쳐 균일하다고 가정한다.

풀이: 주어진 남자의 평균 비열과 체중은 일정하므로 신체의 열에너지 증가는 다음과 같이 계산된다.



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문제 4-94


매일 체중 증감 없이 사과 하나를 먹는 남자가 사과 대신 아이스크림과 일정 시간 걷는 것으로 체중조절을 할 때
한달 간의 체중 변화를 구한다.

가정: 체중조절법을 제외한 나머지 조건 및 요인은 모두 동일하다.

풀이: 사과 하나의 신진대사 가능 에너지 함유량은 표 4-1을 참고하여 아래와 같다.


이때 200mL 아이스크림의 신진대사 가능 에너지 함유량은 아래와 같고,

60kg의 성인 남자가 20분 동안 걸으며 소모하는 에너지는 표 4-2를 참고하여 다음과 같다.

따라서 새로운 체중조절법에 의한 칼로리 소비 변화는 다음과 같다.

즉, 걷기 운동을 하지만 매일 섭취하는 칼로리는 오히려 증가했으며, 남는 칼로리가 모두 지방으로 축적될 때
한달 동안 증가한 체중은 다음과 같이 계산된다.


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문제 4-93


일반 콜라에서 다이어트용 0 칼로리 콜라와 두 조각의 사과 파이로 바꿀 때, 칼로리가 많은지 적은지 알아낸다.

가정: 주어진 음식물의 신진대사 가능 에너지 함유량은 표 4-1을 참고한다.

풀이: 교재에 있는 표 4-1 몇 가지 일반적인 음식물의 대략적 신진대사 가능 에너지 함유량 표를 참고하면
콜라 1L의 신진대사 가능 에너지 함유량은 아래와 같고,


다이어트용 콜라는 칼로리가 없고 두 조각의 사과 파이의 신진대사 가능 에너지 함유량은 아래와 같다.

따라서 1L의 콜라보다 두 조각의 사과 파이가 소비하는 칼로리가 더 많다.


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