110-學測-自然-題組-37-40

了維持生命與從事各種工作，人體需要攝取食物與由大氣中獲得氧氣，來提供能量並調節排除熱量的速率，以維持正常體溫。因此，人體可視為一個與周圍環境交互作用的系統，透過新陳代謝，將能量（以下稱之為內能）儲存與轉換，並與環境進行功與熱的交換。假設在時間 $\Delta t$ 內，某人從事騎車、搬運物品等活動，所做的功為 $\Delta W$，而由身體離開的淨熱量為 $\Delta Q$，則根據能量守恆定律，其身體的內能變化量 $\Delta U$ 將遵守以下關係式： $-\Delta U = \Delta Q + \Delta W$。上式除以 $\Delta t$ 後，就成為相關各量之時間變化率之間的關係；一般將 $-\Delta U/\Delta t$ 當作此人在上述時間內的代謝率。人在靜止休息時維持基本機能（含體溫）所需的最低代謝率，稱為基礎代謝率。平均說來，每公斤人體質量的基礎代謝率約為 $1.0$ 瓦特。 維持人體新陳代謝所需的能量，是食物被消化後與氧作用所產生的。以碳水化合物（如葡萄糖）為例，將它轉換為人體所需能量的一系列過程，總結起來可簡單表示如下：
$~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\ce {C_6H_{12}O_6 + 6O_2 -> 6CO_2 + 6 H_2O}$
其中每公克的葡萄糖在此反應中釋出的能量約為 16 千焦耳，我們習慣稱此能量為其單位質量的熱量。依上文回答37-40題。