При поднятии груза 1 кг на высоту 1 метр человек тратит 10 ватт энергии. А сколько ватт энергии человек тратит за день? Сколько энергии тратят, например, марафонцы или сколько ватт тратится при выполнении упражнений. Какой запас энергии содержится в человеческом жире. Сколько энергии мы получаем от пищи в ваттах. Какие бытовые или же промышленные приборы сопоставимы по энергозатратам, например, сколько чайников можно вскипятить на этой энергии. Разберем человека как источник питания.
Мне показалось это не только очень увлекательно посчитать, но и наглядно продемонстрирует какие объемы энергии тратятся и накапливаются, что будет полезно тем кто планирует бороться с лишним весом.
Затраты энергии человеческого тела в ваттах в состоянии покоя (базальный метаболизм)
Человеческое тело, в состоянии покоя требует энергии для поддержания работы внутренних органов, работы мыслительных процессов, температуру тела и т.д. Называется сие - базальный метаболизм, который составляет 1200-1500 ккал в сутки для женщин и 1500-1800 ккал для мужчин.
Для расчётов, возьму среднее значение 1500 ккал. Чтобы узнать ватты, нам необходимо перевести ккал в Джоули. Это значение известно, в 1ккал 4 186 Джоулей
Переведем 1500 ккал в Джоули, получим 6 276 000 Дж. Чтобы получить значение в Вт, нужно Дж поделить на время. Джоули поделю на 86 400 секунд (количество секунд в сутках) и получаю - 72,6 Вт.
Что потребляет столько же энергии? Естественно, лампы накаливания на 60-80 ватт, мелкие бытовые приборы типа кофемолки в районе 70-100 ватт. И самый такой подходящий вариант - зарядка для ноутбука. Ведь получается что теоретически, будь у нас такие технологии, можно было бы подключить человека к зарядке от ноутбука и человеческое тело полностью функционировало, поддерживало жизнеспособность.
Энергия в ваттах в продуктах
Прежде чем перейду к расчётам расхода энергии, нужно понять сколько этой энергии мы получаем от продуктов питания. Для этого, составил список наиболее популярных продуктов. Для понимания 1 килокалория равна 4186/3600 = 1,163 ватт. Если сравнивать с батарейкой, то получим запас энергии на 1 час работы. Для расхода за сутки, нужно делить Джоули на 86 400 секунд а не 3600. Но я буду считать именно по часу, так удобнее и нагляднее, так как это поможет понять в дальнейшем когда мы будем считать расходы энергии. Больше часа мы вряд ли сможем вести активную работу, условно, сутки бежать практически невозможно, а вот час вполне возможно. Так мы сможем понять, сколько нужно бежать чтобы сжечь, например, энергию одной шоколадки.
100 грамм говядины (218 ккал) = 253 Вт
100 грамм шоколада (500 ккал) = 581 Вт
100 грамм яблок (52 ккал) = 60 Вт
100 грамм бананов (96 ккал) = 111 Вт
100 грамм хлеба (330 ккал)= 387 Вт
100 грамм сыра (355 ккал) = 412 Вт
100 грамм куриной грудки (110 ккал) = 127 Вт
100 грамм картофеля (77 ккал) = 89 ВТ
100 грамм молока (58 ккал) = 67 Вт
100 грамм риса (250 ккал) = 290 Вт
100 грамм макарон (157 ккал) = 182 Вт
100 грамм майонеза (680 ккал) = 790 Вт
1 гамбургер (255 ккал) = 296 Вт
1 чашка сладкого чая (47 ккал) = 54 Вт
1 пачка чипсов (520 ккал) = 604 Вт
0,5л кока-колы (212 ккал) = 246 Вт
1 сникерс ( 507 ккал) = 589 Вт
(1 большой сникерс из двух шоколадок = больше 1 КВт, а этого количество энергии достаточно чтобы отопить 10 квадратных метров жилья в течении часа или вскипятить 10 литров воды!)
По любому другому продукты, вы можете посчитать так. Ищем в поисковике "100 грамм (название продукта) калорийность". И умножаем то значение на 1,163. Хотя, думаю можно просто округлить для понимания и считать один к одному. Условно, посмотрел на печенье - 400 ккал, и понимать что это чуть больше 400 ватт. По мне такое понимание в ваттах более информативно, нежели абстрактные килокалории, так как мы можем сравнить с энергопотреблением бытовых приборов.
10 000 шагов, какой расход энергии в ваттах
Самый популярный ныне стандарт, это то что человек должен в сутки проходить не менее 10 тысяч шагов. Известно что 100 ккал = 2000 шагов. Получается за 10 000 шагов мы потратим 500 ккал или 581 ватт. С чем это сравнить? Куча электроинструмента с энергопотреблением 600 Вт. 10 тысяч шагов равны 1 часу работы: ударной дрели, микроволновки, фена, обогревателя, тостера, блендера и т.д.
Если так пофантазировать, можно было бы подключить дрель к человеку и за час израсходовать энергию 10 тысяч шагов, или возвращаясь к списку продуктов энергию 1 сникерса (589 Вт/час).
Расход энергии в Ваттах у человека
Активные тренировки
Теперь посчитаем за сколько и как мы израсходуем эту энергию в активных тренировках за 1 час при весе 70 кг.
Ходьба на лыжах (12 км/час) = 947 Вт
Езда на велосипеде (15 км/час) = 372 Вт
Плавание (60 м в мин) = 838 Вт
Скандинавская ходьба = 436 Вт
Качание пресса 1 час = 516 Вт
В среднем, человек тратит при неинтенсивных тренировках 350 ватт энергии в час. При интенсивных 700 ватт энергии.
Марафонец за дистанцию 42 км (4 часа) потратит 3 кВт
Повседневная деятельность
Мы уже узнали сколько энергии необходимо для базального метаболизма, но даже обычная жизнедеятельность несет расходы энергии. Считаем опять же в час:
Сон = 108 Вт
Спокойное лежание без сна = 127 Вт
Сидение в покое = 166 Вт
Сидячая работа = 203 Вт
Свободное стояние = 174 Вт
Медленная ходьба = 348 Вт
Стирка белья и мытье полов = 390 Вт
Подъем по лестнице = 1 кВт
Сколько энергии в ваттах в 1 кг жира
Человек в сутки потребляет в пищу около 2-3 Квт. Неизрасходованная энергия откладывается в жир. В 1 кг жира находится 9000 ккал. А это 10 КВт. Примерно столько электроэнергии, в среднем, потребляет квартира в сутки. Этот запас энергии способен вскипятить 100 литров воды, отопить площадь 100 квадратных метров.
В 1 литре бензина содержится 9 кВт энергии, что сопоставимо с энергией 1 кг жира. Какой-нибудь автомобиль, массой 1,5 тонны, мог бы проехать на запасе энергии 1 кг жира километров 10. И это прямо поражает воображение, то насколько большую энергию содержит наше тело. Ведь получается, что человек с лишним весом в 100 кг, равен энергии 1000 кВт (1 мегаватт).
В целом, мне теперь понятна концепция из фильма "Матрица", где человеческие тела использовались как источники питания для роботов.
На сегодня это всё, если понравился "размышлялка", и хотите больше такого, то могу порекомендовать прошлые статьи:
Статья про атмосферное электричество
Статья про отношения и понимание
Статья с размышлениям про попаданцев