?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry

Оригинал взят у arky_titan в Массо- энергообмен в живых организмах или куда девается жир
Сегодня прочитал об исследовании, проведённом австралийским физиком. Он опросил 150 врачей, диетологов и персональных тренеров, задавая один и тот же вопрос: "Когда кто-то теряет в весе, куда девается жир?" и так же озаглавил статью.

Вот прикольная картинка с ответами:



По убывающей ответы: энергия/тепло, другое, фекалии, становится мышцами, пот/моча, не знаю и CO2(+H2O).
Если честно, 60 % ответов профильных специалистов о том, что жир становится энергией меня пугают. Учитывая, что 1 грамма вещества, превратившегося в энергию достаточно, чтобы уничтожить средних размеров город и убить десятки тысяч людей. В наш образованный век не знать этого (ну как мне, глядя глазам физика) как-то странно, если не сказать дико.

Исходя из знаменитой формулы E = mc2, каждые 1000 ккал = 4.2 МДж соответствуют изменению массы примерно в 0.05 нанограмма — едва ли измеримая величина. 9100 ккал/кг в жире дадут изменение массы в 0.4 нг. А куда тогда деваются все эти килограммы? Давайте посмотрим!

Рассмотрим для примера реакцю окисления пальмитиновой жирной кислоты — наиболее распространённой в природе, во всяких маслах, салах и т.п.
В целом рассуждения для иных жиров особо отличаться не будут, т.к. калорийность у них у всех примрено одинаковая, и при их окислении на каждую одну молекулу кислорода выделяется примерно 0.7 молекулы углекислого газа:

C16H32O2 + 23 O2 -> 16 CO2 + 16 H2O + Q

Открываем таблицу Менделеева, смотрим атомные массы с точностью до целых:

256 а.е.м + 736 а.е.м. = 704 а.е.м. + 288 а.е.м.

Ничего ведь сложного, простая арифметика, так ведь? Делим левую и правую часть на атомную массу молекулы жирной кислоты и умножаем на 1 кг и сразу видна пропорция:

1 кг + 2.9 кг = 2.8 кг + 1.1 кг

И так, чтобы окислить 1 кг жира нужно (окгругляя до десятых) вдохнуть 2.9 кг кислорода и выдохнуть 2.8 кг углекислого газа и 1.1 кг воды. Плотность кислорода при нормальных условиях 1.33 г/л, так что для окисления 1 кг жирных кислот нужно 2180 литров кислорода при 20°С и нормальном давлении или примерно в пять раз больше воздуха. И ещё одно тайное знание, каждый литр кислорода в среднем позволяет окислить 5 ккал (4.74 ккал из жиров и 5.05 ккал из углеводов).

Вот такие дела, метаболизированную масу жира мы в основном выдыхаем, это масса уходит через лёгкие. Впрочем, углеводы тоже, можете поупражняться:

(CH2O)n + nO2 -> nCO2 + nH2O + Q

Большую часть продуктов метаболизма мы выдыхаем, но для этого нужно вдохнуть существенную массу кислорода.

P.S. И зачем вообще нужно химию в школе преподавать, да же?

</div>

Comments

( 12 комментариев — Оставить комментарий )
i_v_bunsha
18 дек, 2014 09:57 (UTC)
Прочитал про E=mc^2 и подумал, что дальше мракобесие будет.
А оказалось все очень даже.
toi_samyi
19 дек, 2014 14:43 (UTC)
оно там есть
мракобесие - то, что он от себя добавил.
он думает, это энергия (тепло) получается из массы связи :-)))
i_v_bunsha
19 дек, 2014 15:22 (UTC)
Re: оно там есть
Да нет же. Атомные веса используются только для вычисления куда масса уходит: в воду или в "выхлоп".
Теплота явно в реакции прописана (Q). И явно указана среднее выделение энергии при окислении жира и углеводов (из таблицы скорее всего).
toi_samyi
19 дек, 2014 15:26 (UTC)
Re: оно там есть
"каждые 1000 ккал = 4.2 МДж соответствуют изменению массы примерно в 0.05 нанограмма — едва ли измеримая величина. 9100 ккал/кг в жире дадут изменение массы в 0.4 нг."

"Т.е. я знал, что у химических связей ничтожная (почти неизмеримая) масса по сравнению с массой самого топлива"

i_v_bunsha
19 дек, 2014 15:31 (UTC)
Re: оно там есть
Ну а что не так? Просто показал, что в спорт зале мы не аннигиляцией материи занимаемся, а жир в пар переводим.
toi_samyi
19 дек, 2014 15:33 (UTC)
Re: оно там есть
откуда берётся энергия?
i_v_bunsha
19 дек, 2014 16:05 (UTC)
Re: оно там есть
Т.е. откуда? Реакция окисления экзотермическая. Насколько помню в результате окисления углеводов пищи, в среднем, выделяется около 4 кКал/г. Так что цифры в статье похожи на правильные.
--
P.S. если посмотреть на реакции в статье, то можно заметить, что атомный вес слева и справа совпадает, т.е. "мирный атом" не причем, но присутствует некая "Q", т.е. теплота реакции.

Edited at 2014-12-19 16:07 (UTC)
toi_samyi
19 дек, 2014 16:12 (UTC)
Re: оно там есть
так откуда оно, это тепло, берётся )))
вот он, как "физик", думает, что из массы связи. Вон же и глобальную формулу приплёл
А на самом деле?
почему реакция экзотермическая?
toi_samyi
19 дек, 2014 16:13 (UTC)
Re: оно там есть
не, он же как раз и думает, что это аннигиляция, но такая маленькая, что её трудно измерить )))
i_v_bunsha
19 дек, 2014 16:51 (UTC)
Re: оно там есть
>Если честно, 60 % ответов профильных специалистов о том, что жир становится энергией меня пугают. Учитывая, что 1 грамма вещества, превратившегося в энергию достаточно, чтобы уничтожить средних размеров город и убить десятки тысяч людей. В наш образованный век не знать этого (ну как мне, глядя глазам физика) как-то странно, если не сказать дико.
---

Далее следует расчет изменение массы при аннигиляции жира при определенном тепловыделении. Из которого делается вывод, что Эйнштейн ни при чем.
Далее идет вполне себе физ.химия и прочие термодинамические потенциалы.

з.ы. А чего мы тут спорим? Проще в личку ему написать и спросить.
i_v_bunsha
19 дек, 2014 17:26 (UTC)
Re: оно там есть
ууу... почитал всю ветку обсуждения. мдэ... в каментах он таки пишет, что это "масса связи переходит в энергию"... как все интересно.
toi_samyi
19 дек, 2014 23:42 (UTC)
ну да
в школе учат, что уравнение химической реакции потому так называется, что масса исходных веществ и продуктов равна.
в школе дают понятие теплоты хим. связи
не уверен, но кажется и понятие степени упорядоченности - энтропии давали, может и о энтальпии рассказывали
а тут типа физик аннигиляцию материи обнаружил
( 12 комментариев — Оставить комментарий )

Latest Month

Май 2019
Вс Пн Вт Ср Чт Пт Сб
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 
Разработано LiveJournal.com
Designed by Lilia Ahner