Zadanie Zadanie 7.5.20: Termoregulacja foki polarnej i dobowe zapotrzebowanie pokarmowe

Termoregulacja foki polarnej, straty ciepła i dobowe zapotrzebowanie pokarmowe.

Treść zadania

Foka polarna pływa w arktycznych wodach oceanicznych o temperaturze

t_w = -2^\circ\text{C}

. Wewnętrzna temperatura ciała foki (stałocieplnego ssaka) wynosi

t_c = 38^\circ\text{C}

. Pole powierzchni ciała mające kontakt z wodą wynosi

S = 1{,}8\,\text{m}^2

. Przed wychłodzeniem chroni zwierzę gruba warstwa podskórnej tkanki tłuszczowej (tranu) o grubości

d = 6{,}0\,\text{cm} = 0{,}060\,\text{m}

i współczynniku przewodnictwa cieplnego

k = 0{,}18\,\frac{\text{W}}{\text{m}\cdot\text{K}}

. **a)** Oblicz moc strat ciepła (strumień ciepła

\Phi

) przez warstwę tkanki tłuszczowej foki do otaczającej wody. **b)** Oblicz całkowitą energię cieplną

E_{\text{doba}}

traconą przez zwierzę w ciągu doby (

\Delta t = 24\,\text{h}

) w megadżulach (

\text{MJ}

) oraz w kilokaloriach (

\text{kcal}

, przyjmując

1\,\text{kcal} = 4184\,\text{J}

). **c)** Podstawą diety foki są ryby morskie o wartości energetycznej

120\,\text{kcal}

100\,\text{g}

masy (

1200\,\text{kcal/kg}

). Oblicz masę ryb

m_{\text{ryb}}

, jaką foka musi przyswoić w ciągu doby, aby zrównoważyć dobowe straty ciepła.

**a)**

\Phi = 216\,\text{W}

**b)**

E_{\text{doba}} \approx 18{,}66\,\text{MJ} \approx 4460\,\text{kcal}

**c)**

m_{\text{ryb}} \approx 3{,}72\,\text{kg}

ryb na dobę