Energijska bilanca človeka
E je kemijska energija, ki jo človek rabi, toploto Q in delo A oddaja v okolico.
Vse tri količine štejemo kot pozitivne. Lahko zapišemo:
E = A + Q.
E/t = A/t + Q/t.
E/t je hitrost presnove.
A/t je mehanska, ''človeška'' moč.
Q/t je toplotni tok, ki ga telo oddaja v okolico.
Izkoristek človeka kot stroja:
h = (A/t)/(E/t).
A/t smo merili. Odvisen od tega kaj in kako to počnemo.
Q/t bi lahko merili v toplotno izolirani sobi.
- E/t, kako izmeriti hitrost presnove?
Pri razgradnji hrane sodeluje kisik:
- glukoza
| C6H12O6 | + | 6 O2 | = |
6 CO2 | + | 6 H2O | + | 686 kilokalorij |
| 180 g | + | 6 . 22,4 l | |
| | | | ali 0,16 J |
Na vsak liter vdihanega O2 pridelamo 5,2 kilokalorij energije.
- maščobe (primer tributirin)
| C3H5O3(OC4H7)3 | + | 18,5 O2 | = |
15 CO2 | + | 13 H2O | + | 1941 kilokalorij |
| 302 g | + | 18,5 . 22,4 l | |
| | | | ali 0,46 J |
Na vsak liter vdihanega O2 pridelamo 4,7 kilokalorij energije.
- alkohol (primer etanol)
| C2H5OH | + | 3 O2 | = |
2 CO2 | + | 3 H2O | + | 327 kilokalorij |
| 46 g | + | 3 . 22,4 l | |
| | | | ali 0,08 J |
Na vsak liter vdihanega O2 pridelamo 4,9 kilokalorij energije.
Povprečno:
Pri vdihanemu 1 litru kisika pridelamo 4,8 kilokalorij kemične energije iz hrane.
Enote
1 kalorija je toplota, ki je potrebna da ogrejemo 1 g vode za eno stopinjo.
1 kilokalorija je 1000 kalorij.
1 kilokalorija = 4186 J.
Ko govorimo o energijski vrednosti hrane, uporabljamo(jo) enoto Calorie (pri nas kar
kalorija), ki je enaka 1 kilokaloriji.
Zepter1
Zepter2
Zepter3
Zepter4
Poraba kisika in hitrost presnove pri različnih aktivnostih.
| Aktivnost |
Poraba O2 v ml/min/kg človeške mase |
E/t (W) za 65 kg težkega človeka |
| spanje |
3,5 |
80 W |
| hišna opravila, sprehod |
10 |
230 W |
| zmerno kolesarjenje, jahanje, prsno plavanje |
20 |
465 W |
| nogomet, žaganje |
25 |
580 W |
| košarka, squash |
30 |
700 W |
| ekstremno kolesarjenje s hitrostjo 40 km/h |
70 |
1600 W |
Človek lahko dela (A/t) v daljšem časovnem obdobju (do 5 ur) z močjo 150 W.
Običajno (8 ur) z 75 W.
Izmerjeni izkoristek pri kolesarjenju:
h = 110 W/ 500 W = 0,22.
Pri kolesarjenju in veslanju dosežemo tako velike izkoristke.
Prekopavanje 3 %.
Energijska poraba posameznih človeških organov.
| Organ |
Poraba (kilokalorije/dan) |
Odstotek |
| srce |
117 |
7 % |
| ledvice |
180 |
10 % |
| možgani |
325 |
19 % |
| mišice |
310 |
18 % |
| skupaj |
1730 |
100 % |
Odrasel moški rabi okoli 3000 kilokalorij energije v hrani na dan. Sledi povpračna moč 145 W.
