[인간공학기사 실기] 작업 중 산소소비량 (에너지)

 

문제 : 작업 중 1) 산소소비량과 2) 에너지를 계산

조건 : 분당 배기량 18L/min, 호기가스 안에 산소 16%, 이산화탄소 4% 함유

결과 : 1) 산소소비량 = 0.95 L/min

          2) 에너지 = 4.75 kcal/min

문제	흐름	결과
산소소비량	분당배기량 -> 분당흡기량 -> 산소소비량	0.95 L/min
에너지	산소소비량 * 5 kcal/min	4.75 kcal/min

 

1. 분당배기량

 

예를 들어 5분동안 배기량이 90L라면,

 

분당배기량은 90L / 5min = 18 L/min 이다.

 

2. 분당흡기량

 

흡기량과 배기량(호기량)은 다르다.

이산화탄소 생성과 산소 소모가 일어나기 때문이다.

그래서 질소 보존(할데인 변환)을 써야 한다.

 

분당흡기량 = 18.23 L/min

 

★ 흡기 시 질소%는 79%, 호기(배기) 질소%는 80% 구분

 

3. 산소소비량

 

산소소비량은 (흡기 산소분율 * 분당흡기량) - (호기 산소분율 * 분당배기량)이다.

 

이때 흡기 산소분율은 건조 대기의 산소 비율로 21%를 사용한다. 호기(배기) 산소분율은 16%로 적용하고 0.21과 0.16을 대입한다.

 

산소소비량 = (0.21 * 분당흡기량 18.23) - (0.16 * 분당배기량 18) = 0.95 L/min

 

4. 에너지

 

산소소비량을 에너지 소모율로 바꿀 때는, 산소소비량(L/min)에 5kcal/L을 곱한다.

 

우리몸은 탄수화물과 지방을 산소로 태워 에너지를 내는데, 이때 호흡교환율(RER)에 따라 산소 1L이 내는 에너지가 조금씩 다르다.

 

이때 5kcal/min은 지방과 탄수화물 RER의 평균값 정도로 생각하고, 시험에서는 이 값을 사용하고 있다.

 

에너지값(에너지가) = 0.95 L/min X 5 kcal/L = 4.75 kcal/min