Сколько энергии в виде тепла излучает человеческое тело?

Сколько энергии в виде тепла излучает человеческое тело в состоянии покоя?

Ответы (4)

Это просто. Энергетическая потребность среднего человека составляет 2500 калорий в день, а одна калория — 4184 Дж. Следовательно, он излучает около 10,5 МДж/день или около 120 Вт.

Среднестатистической женщине требуется 2000 калорий в день, поэтому она излучает около 97 Вт.

Излучает ли человеческое тело в виде тепла всю энергию, полученную с пищей? Если да, то при наборе этого ответа вы потратили энергию - каков ее источник энергии?
@New_new_newbie: предполагая, что ваш вес остается прежним, вы излучаете всю энергию из пищи в виде тепла. Если вы толстеете, это означает, что вы сохраняете часть энергии и преобразуете ее в химическую энергию (то есть в жир). И наоборот, если вы худеете, это означает, что вы преобразуете химическую энергию жира в тепло, поэтому вы выделяете больше тепла, чем получаете от пищи. Я получил энергию, чтобы напечатать это от моего тела , реагирующего на глюкозу с кислородом для производства воды, углекислого газа и энергии.
Неправильный. Энергия запасается в организме человека в виде АТФ ( en.wikipedia.org/wiki/Adenosine_triphosphate ). Химическая энергия, запасенная в виде связи PO, высвобождается. Конечно, некоторая часть этого количества будет потеряна в виде тепла, но если для поднятия 400-граммового камня на высоту 1 м требуется 4 Дж работы, то эти 4 Дж приходятся на пищу, которую вы съели. В противном случае закон сохранения энергии был бы нарушен, если бы ваша гипотеза «вход = выход в виде тепла» была верна. Итак, опять же, каков источник энергии для написания этого поста, если вся энергия, которую вы получаете от еды, ИЗЛУЧАЕТСЯ в виде тепла?
@New_new_newbie: статья, на которую вы ссылаетесь, во втором абзаце: Следовательно, АТФ постоянно перерабатывается в организмах . АТФ не используется для длительного хранения. Среднесрочное хранение - это гликоген , а долгосрочное хранение - это жир.
@New_new_newbie: да, если я поднимаю вес, часть энергии, которую я получаю от еды, преобразуется в потенциальную энергию веса. Поэтому я полагаю, что было бы точнее сказать, что энергия от пищи заканчивается как тепло + любой потенциальный прирост энергии. В реальной жизни мы вряд ли внесем какие-либо долгосрочные потенциальные энергетические изменения в нашу окружающую среду (я полагаю, строители делают это, хотя их здания в конечном итоге рухнут, поэтому энергия в конечном итоге превратится в тепло).
Переработка означает создание за счет энергии, которую вы получаете из пищи, и эта энергия высвобождается, когда это необходимо. Кроме того, не существует общего закона сохранения количества АТФ в организме человека в любой фиксированный момент времени. Также не сказано, что он излучается в виде тепла. В любом случае, как насчет энергосбережения?
Извините, я напечатал предыдущий, когда вы отвечали.
1. Почему только потенциальная энергия? Энергия для выполнения всей работы, которую вы делаете, поступает из пищи. \\ 2. Я никогда не говорил, что мы постоянно получаем энергию и сохраняем ее в какой-либо форме. Это все динамично, конечно. Но если бы все, что входит в нас, выходило "в виде тепла", у нас, физиков, было бы много проблем с оправданием сохранения энергии.
Стоит отметить, что ~100 Вт — это среднее значение за 24 часа, включая время, проведенное во сне. Велосипедисты, использующие измерители мощности, могут передавать на свои велосипеды 400 Вт . Когда я покупал кондиционер для закрытого помещения промышленного типа, мне посоветовали предусмотреть по 500 Вт на человека (хотя, может быть, мне и продали, потому что это был отличный кондиционер).
Из давних дискуссий с архитектором его эмпирическое правило для неактивного человека (смотрящего фильм) составляло около 100 Вт. Расчет радиации вводит в заблуждение, поскольку люди здесь, на Земле, не излучают в глубокий космос, а вместо этого окружены вещами, температура которых не сильно отличается от их температуры (относительно 2,8 К CMB).
Думаю, это примерно правильно. Это зависит от того, сколько работы вы делаете. Я предполагаю, что это примерно правильно и для велосипедистов, поскольку они просто потребляют больше калорий. Бег может потреблять 1000 калорий в час. Не уверен, что фракция как тепло.
Значительную часть пищи, которую вы едите, составляет белок. Большая часть этого белка используется для поддержания мышечной массы (сохранения массы), а не для выработки тепла. Для того, чтобы ответить на этот вопрос, вероятно, необходимо было бы провести полный тепловой и материальный баланс пищи, которую употребляет человек, что потребовало бы тщательного учета калорийности всех пищевых продуктов и продуктов жизнедеятельности, с которыми человек имеет дело.
Если я перенесу тяжелый камень с подножия горы на вершину и оставлю его там, то, по крайней мере , часть съеденных мною калорий не превратится в тепло... По крайней мере, пока . Но тогда, даже если скалу в конце концов потревожат и она скатится вниз по склону, слегка нагревая себя и другие предметы по пути; это тепло, которое не исходило от моего тела .
@jameslarge Конечно, это не совсем так, но вы упускаете суть - это отличный расчет, который дает вам что-то очень близкое к реальному значению для среднего Джо. Даже если вы целый день ничего не делали, только ели и поднимали тяжелые предметы, почти вся полученная вами энергия высвобождалась в виде тепла. Млекопитающие являются чрезвычайно неэффективными тепловыми двигателями: в зависимости от объема выполняемой вами работы эффективная эффективность «еда -> выполненная работа» составляет от 20% до 1% . А верхний предел — это «цикл весь день», а не «тренировка понемногу раз в день».
Привет Ризван. Спасибо за предложенное редактирование, но обратите внимание, что калория с большой буквы C равна тысяче калорий с маленьким *c .
"Предполагая, что ваш вес остается прежним, вы выделяете всю энергию из пищи в виде тепла" эммм, а как насчет, ну, вы знаете, экскрементов?

Я не решаюсь возразить Джону, но: упрощенно предполагать, что потребление калорий равно выходу калорий, или что выделение калорий — это чисто тепло, в отличие от перемещения из одного места в другое, поднятия ящиков и т. д. Гораздо лучшая модель, ИМХО, состоит в том, чтобы настроить человеческое тело как источник черного тела с ϵ знак равно 0,98 (коэффициент излучения), температура = 310 К и некоторая разумная оценка общей площади тела. Затем вы сравниваете поглощение тепла, скажем, в окружающей среде с температурой 294 К, чтобы увидеть чистый отток тепла.

Это игнорирует кондуктивный и конвективный тепловой поток :-).

См., например, отличный калькулятор в гиперфизике

Да, я помню, что результат с использованием закона Стефана-Больцмана близок к результату Джона Ренни. В космосе выходная мощность близка к 1 к Вт , Довольно впечатляющий!
Я ожидаю, что потери излучения черного тела малы по сравнению с другими тепловыми потерями человеческого тела в большинстве обычных обстоятельств. Я не подсчитывал, но готов поспорить, что потери тепла при вдыхании газа при температуре окружающей среды и его выдыхании при температуре тела намного больше, чем излучение черного тела, когда человек сидит за столом в обычном офисе. Добавьте к этому испарительное охлаждение, так как выдыхаемый воздух обычно содержит больше влаги.
Если вы не строите зиккурат или иным образом не накапливаете большой гравитационный потенциал, не думаете ли вы, что вся эта механическая энергия также превращается в тепло?
@rob, да, в большинстве случаев так и есть. Но только подумайте о накопленной энтропии, которая возникает при изучении множества вещей (высокоупорядоченных :-) нейронных структур).
@Carl Хорошо, если я передам в память терабайт информации (кажется неоправданно большой), минимальное изменение энтропии будет С знак равно к п ⁡ 2 40 ≈ 1200 К / е В . При температуре моего тела минимальное выделение энергии составляет всего около 1/4 эВ. Даже если отношение физической энтропии к информационной составляет миллиард к одному, у меня все равно остается гораздо меньше джоуля тепла, связанного с обучением. Не думаю, что это большая поправка.
Вопрос касается остальных случаев. Так что никаких движущихся ящиков.
Положительные голоса со всех сторон - мне нравится, как простой вопрос может начать дискуссию :-)
@ rob - Я думаю, что вопрос был не о том, что произойдет в конце концов. Говорили о «ОП», например, о том, что увидит ИК-сканер — сколько тепла излучается за определенный короткий промежуток времени. В конце концов ничего не выживает, даже зиккураты, но не в этом дело. :)
Этот ответ означает, что в течение жаркой летней недели в моей действительно жаркой квартире я не выделяю тепла, и я буду напрямую преобразовывать все свои пищевые калории в работу со 100% эффективностью. Летом я регулярно нарушаю 2-й закон термодинамики.

Ответ Джона Ренни правильный +/- 1% или около того.

Конечно, вы можете что-то поднять, совершая работу, а не излучая тепло. Но столь же часто вы поднимаете что-то вниз , превращая его потенциальную энергию в тепло, которое излучает ваше тело. Кроме того, большинство грузов, которые вы поднимаете, невелики по сравнению с энергетическими «затратами» на работу химической фабрики, которой является ваше тело.

Или скажем, вы поднимаетесь по лестнице в 20-этажном доме. Предполагая, что 1 этаж = 10 футов, это 200 футо-фунтов. работы, или около 270 Дж. Допустим, это займет у вас 2 минуты, в течение которых ваше тело излучает 120*100 = 12000 Дж тепла. Таким образом, работа, которую вы проделали, составляет всего около 2% от общей энергии, которую вы израсходовали во время подъема по лестнице. А современный человек не занимается физической работой большую часть дня, поэтому ошибка преобразования в работу составляет менее 1%.

Кроме того, вы (обычно) спускаетесь примерно столько же, сколько и поднимаетесь — опять же, преобразуя свою потенциальную энергию в тепло — так что это в значительной степени уравновешивается.

Просто предположим, что для работы вашего тела на холостом ходу требуется около 100 Вт, и больше, если вам нужно выполнять «работу» (бег и т. д.).

Хм... вы забыли включить вес человека в свой расчет подъема по лестнице на 200 футов! Обычный человек может обеспечить постоянную механическую мощность более 100 Вт, а элитные спортсмены могут обеспечить около 500 Вт. Спринтерская нагрузка, возможно, удваивается. Захотелось отредактировать этот ответ...
@Michael и bgold: мы не очень эффективны в преобразовании химически накопленной энергии в механическую работу. IIRC, около 20% для бега, до 25% для езды на велосипеде. Таким образом, когда наша механическая мощность составляет 100 Вт, мы одновременно получаем дополнительную мощность в размере 300-400 Вт в виде тепла. Поднимая что-то вниз, мы выделяем не только тепло из-за потери потенциальной энергии веса, но и дополнительный напор от наших мышц (поднятие вещей также вызывает чувство голода!)

В качестве грубой плановой цифры для проектирования зданий и т. д. 1 человек = 100 Вт.

Сколько энергии в виде тепла излучает человеческое тело?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v