Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

3 frågor/svar hittade

Energi [19914]

Fråga:
Jag arbetar som vindkraftstekniker. Vi har diskuterat lite på jobbet angående klättring i tornen på stegen som finns där. Min fråga lyder: När jag klättrar 125 m. upp på stegen - hur mycket energi gör jag slut på, och vad motsvarar det i matmängd? Kan man ta en pizza och en öl på kvällen med gott samvete? Jag väger 85 kg. och mina kläder+säkerhetssele 20 kg.

Alltså 125 m. 105 kg. rakt upp. Om det finns en tidsaspekt med också i beräkningen så tar det väl ungefär 4 min. att komma upp. Men då är man rätt anfådd��
/Mikael J, St:Mikaelsskolan, Mora

Svar:
Mikael! Nej, tiden har ingen betydelse för energimängden.

E = F*h = mg*h = (85+20)*10*125 Nm = 131000 J = 131 kJ

1 kilokalori = 4.18400 kJ

E = 131/4.18 = 31 kilokalorier

Det blir en mycket liten pizza det - och ingen öl!

Ovanstående uppskattning är emellertid en alltför förenklad. Som alla motorer har kroppen en verkningsgrad (se fråga 15817 ) som är mindre än 100%. Verkningsgraden hos metabolismen (hur effektivt kroppen omvandlar energin i födan till mekaniskt arbete) är ungefär 20% (se länk 1). Det betyder att vid en lite mer realistisk beräkning pizzan blir lite större: 31/0.2 = 155 kilokalorier.

Anmärkningar

* Det som i dagligt tal betecknas kalori är i själva verket kilokalori. (På färdigrätter ges i dag energiinnehållet ofta både i kilokalorier och joule.)

* En människas dagsbehov är 2000-4000 kilokalorier.

* De 80% som inte blir till mekaniskt arbete blir till värme. Du blir ju varm och svettas när du utför mekaniskt arbete.

* Det behövs c:a 100 J/s bara för att upprätthålla nödvändiga kroppsfunktioner och lagom temperatur (37 grader). På ett dygn krävs alltså 100*3600*24 = 8640 kJ = 8640/4.18 = 2000 kKalorier.
/Peter E

Nyckelord: metabolism [3]; verkningsgrad [20];

1 http://physics.stackexchange.com/questions/46788/how-efficient-is-the-human-body

*

Kraft-Rörelse [14114]

Fråga:
På ett mjölkpaket står det att 100 g mjölk "innehåller" 260 KJ. För att lyfta en 10 kg vikt upp 10 m krävs arbetet: 100Nx10m = 1000 J. Kan jag alltså lyfta denna vikt 260 gånger för 1 dl efter att ha druckit 1 dl mjölk? Går det att jämföra så här?
/Tommy I, Ebba Petterssons Privatskola, Göteborg

Svar:
Intressant fråga Tommy! Ja, de kJ och kilokalorier som står på födoämnen är samma fysikaliska enheter man använder för mekaniskt arbete. Din uträkning ovan är i teorin helt korrekt! Det finns alltså en väldig massa energi i mat! Vad man emellertid måste komma ihåg är att kroppen är inte en perfekt maskin som kan göra om kemisk energi från mat till mekanisk energi, utan den har en verkningsgrad (sök på detta bland nyckelorden i frågelådan) som är mycket mindre än 100% - av storleksordningen 10%.

Bra att tänka på:

1 Ofta säger man felaktigt kalorier när man menar kilokalorier (t.ex. i länk 1 nedan).

2 En kalori är c:a 4.18 J, dvs 1 kilokalori är c:a 4 kJ.

En vuxen människa utvecklar en effekt på c:a 100 W. På ett dygn blir detta energin

100*60*60*24 = 8640000 J = 8640 kJ = 2200 kilokalorier.

Vi måste alltså sätta i oss minst detta om vi inte skall tära på fettförrådet. En kroppsarbetare behöver minst det dubbla, och en som tränar hårt, t.ex. skidåkning, ännu mer. Länk 1 innehåller en kalkylator för hur mycket energi som krävs för olika aktiviterer. Food_energy ger en tabell med energiinnehåll för olika födoämnen.

Se även Basal_metabolic_rate för mer detaljer om metabolism.
/Peter E

Se även fråga 1758

Nyckelord: metabolism [3];

1 http://www.primusweb.com/fitnesspartner/calculat.htm

*

Värme [12579]

Fråga:
Om en mäniska utför ett arbete så omvandlas vår energi till många olika former bland annat så blir stora delar av vår energi omvandlad till värmestrålning och ljudvågor. Min fråga är då om man istället tänker att vi utför samma arbete i vakum så kan ju inte det bildas ljudvåger och värmestrålningen har väl svårare att "försvinna" då det inte finns något som kan absorbera den. Det borde väl leda till att vi inte förbruka lika mycket energi? Behöver vi i kalla länder där det krävs mer energi för att håla oss varma äta mer?
/Gustaf H, Polhemskolan, Lomma

Svar:
Nja, du har nog missuppfattat det lite . Genom födan tar vi in energi (kemisk). Denna kan kroppen omvandla till mekanisk energi så musklerna kan arbeta. Den utvecklade mekaniska energin (med undantag av den del som utför ett arbete utanför kroppen) blir till värme. Denna värme måste vi göra av med för att hålla en konstant kroppstemperatur. Detta gör vi framför allt genom strålning (värmestrålning, infrarött), luftens konvektion och svettning. Energin i ljudvågor är nog försumbar utom för de allra pratsammaste .

I vakuum måste vi ha rymddräkt (se länk 1 nedan), och det är korrekt att det blir lite svårare att hålla temperaturen. Inte för att värmestrålningen hindras (elektromagnetisk strålning fortplantas bra i vakuum), men för att svettningen inte kan föra bort värmen. I en rymddräkt finns därför ett sorts kylskåpsanläggning (lådan på ryggen som även innehåller syreförrådet) som hjälper till att föra bort värmen.

Om det är kallt kan vi få en nettoavkylning - inte för att utstrålningen ökar utan för att värmetransporten utifrån minskar vilket rubbar balansen. Detta får vi kompensera precis som du säger med att äta mer.
/Peter E

Se även fråga 10100 och fråga 11980

Nyckelord: metabolism [3]; rymddräkt [5];

1 http://www.sln.org/pieces/hiley/history.htm

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.