정답: 4

분당 배기량 \(V_E\):
\(V_E = \frac{100 \text{ L}}{5 \text{ min}} = 20 \text{ L/min}\)

흡기 공기 중 산소 비율 \(F_{I,O_2} = 0.21\), 질소 비율 \(F_{I,N_2} = 0.79\)
배기 공기 중 산소 비율 \(F_{E,O_2} = 0.20\), 이산화탄소 비율 \(F_{E,CO_2} = 0.03\)
배기 공기 중 질소 비율 \(F_{E,N_2} = 1 - F_{E,O_2} - F_{E,CO_2} = 1 - 0.20 - 0.03 = 0.77\)

분당 산소소비량(A) 계산:
산소소비량은 흡기 산소량에서 배기 산소량을 뺀 값이다. 흡기량과 배기량이 다르므로 질소 보정(Haldane transformation)을 사용한다.
흡기량 \(V_I\)와 배기량 \(V_E\) 사이의 관계는 질소의 보존을 통해 구할 수 있다: \(V_I \times F_{I,N_2} = V_E \times F_{E,N_2}\)
따라서 \(V_I = V_E \times \frac{F_{E,N_2}}{F_{I,N_2}}\)

산소소비량 \(A = (V_I \times F_{I,O_2}) - (V_E \times F_{E,O_2})\)
\(A = \left(V_E \times \frac{F_{E,N_2}}{F_{I,N_2}} \times F_{I,O_2}\right) - (V_E \times F_{E,O_2})\)
\(A = V_E \times \left(\frac{F_{E,N_2}}{F_{I,N_2}} \times F_{I,O_2} - F_{E,O_2}\right)\)
\(A = 20 \text{ L/min} \times \left(\frac{0.77}{0.79} \times 0.21 - 0.20\right)\)
\(A = 20 \text{ L/min} \times (0.97468354 \times 0.21 - 0.20)\)
\(A = 20 \text{ L/min} \times (0.20468354 - 0.20)\)
\(A = 20 \text{ L/min} \times 0.00468354\)
\(A = 0.0936708 \text{ L/min} \approx 0.093 \text{ L/min}\)

분당 에너지소비량(B) 계산:
산소 1L당 약 4.825 kcal의 에너지가 소비된다고 가정한다 (일반적인 호흡상수(RQ) 0.82 기준).
\(B = A \times 4.825 \text{ kcal/L}\)
\(B = 0.0936708 \text{ L/min} \times 4.825 \text{ kcal/L}\)
\(B = 0.452035 \text{ kcal/min} \approx 0.46 \text{ kcal/min}\)

따라서 작업자의 분당 산소소비량(A)은 약 0.093 L/min이고, 분당 에너지소비량(B)은 약 0.46 kcal/min이다.