A risca…

Ok, dacă te-ai săturat să fii lecționat despre dulceața ta sau lenea ta (sau ambele) și dorești doar drogurile de la un inginer, ai ajuns la locul potrivit.

slăbești
Vedeți, în următoarele câteva minute, vom vedea că un corp uman nu este foarte diferit de, să zicem, un tractor. Este o mașină dură și la fel ca un tractor are foarte puține nevoi - puțin combustibil, puțin aer și puțină apă.

Ok, ok, suntem un pic mai complexi, dar când împingerea vine să ne împingem, suntem destul de asemănători, permiteți-mi să vă arăt ...

Mancare = Combustibil

Soția mea disperă, dar ea trebuie să subliniez că a ales să se căsătorească cu un inginer cu abilități. Da, ok, mâncarea este mai mult decât combustibil, este una dintre bucuriile vieții yadda-yadda, dar, pentru inginerul din mine, mâncarea este doar o combinație la îndemână de energie și materiale de construcție.

Omul este o mașină - o mașină frumoasă, care se auto-construiește, se autoreplică, se repară, se conștientizează de sine, dar totuși o mașină.

Grăsimea este energie!

Următorul lucru de înțeles este că grăsimea este energie, într-adevăr, pentru inginer, o bucată de untură este literalmente fulger într-un borcan - se pare că grăsimea este răspunsul evoluției la baterie.

Desigur, pentru că evoluția nu este la fel de inteligentă ca noi, sunt sigur că v-ați aștepta să nu fie o baterie excelentă, dar ați fi greșit. În funcție de greutate, greutatea conține aproximativ 50 de ori mai multă energie decât un tip litiu-ion reîncărcabil din laptop. Bună evoluție a postului!

Și da, asta înseamnă că este corect din punct de vedere tehnic ca oamenii mai mari să pretindă că sunt mai energici.

Arde copil arde!

Dietele de modă vin și pleacă, dar a fost dovedit un singur adevăr - mâncați mai puțin - sau ardeți mai mult.

Și mă refer la arsuri. Orice dietă care pretinde că „dizolvă” grăsimile vă induce în eroare cu cuvinte reconfortante. Se pare că există literalmente doar două modalități decente de a elimina grăsimea: prin liposucție - sau prin arderea lor de fapt. Da, singurul mod decent în care corpul poate excreta carbonul din mânerele tale de dragoste este CO2 expirat, iar singurul mod de a transforma grăsimea în CO2 este prin micile focuri de bebeluși. Așa că da, arderea mai rapidă a grăsimilor înseamnă încălzirea și respirația mai grea.

Din fericire, avem aceste focuri aprinse tot timpul, deci nu este nevoie să facem exerciții fizice și putem trece în jur de 100 de calorii pe oră, doar stând în jurul valorii de bloguri. Mergi la o alergare crește pur și simplu această rată.

Acum, să analizăm întreaga afacere ca ingineri și să vedem ce învățăm!

Pentru ingineri, „rata” la care ardem energia nu este „metabolismul” nostru, ci puterea noastră! Și la fel ca un motor electric sau un difuzor stereo, puterea noastră poate fi măsurată în wați.

Să aruncăm o privire rapidă la puterile unor lucruri din jurul nostru pentru a obține un anumit context.

Referința standard de aur pentru putere este în general becul. Becul obișnuit pe care îl cunoaștem și îl iubim cu toții este de obicei de 60 de wați (deși de multe ori sunt un schimbător). Un televizor poate avea 100-300W în funcție de dimensiune, un cuptor cu microunde 800W, un aspirator 1200W și un ceainic sau cuptor de aproximativ 2kW (2000W). O mașină mică ambalează în jur de 60kW (o mie de becuri!) În timp ce un camion drăguț american, cum ar fi Ford F450, are aproximativ 300kW, deși nu tot timpul, desigur.

Deci, ce zici de corpul uman? Ei bine, consumă în jur de 2000-2500 de calorii pe zi.

O rată de consum de 2500 de calorii (pentru bărbatul mediu) se transformă la puțin peste 10.000 kJ pe zi, care se transformă într-o putere medie de aproximativ 120 de jouli în fiecare secundă sau 120 de wați.

Deci sunteți ca două becuri. Sau un televizor de dimensiuni medii sau un computer.

Bineînțeles că uneori ne așezăm și alteori mergem eroic pe un stairmaster, cât de mult variază consumul nostru de energie?

Ei bine, spre deosebire de o mașină, nu putem opri motoarele atunci când suntem parcate în garaj; trebuie să menținem motorul pornit (pentru a preveni ștergerea hard diskului/creierului). Iar inactivitatea noastră este destul de ridicată, într-adevăr consumăm destul de multă energie atunci când nu facem nimic. Se numește „rata metabolică bazală” și pare să aibă în medie aproximativ 70 de wați, dar variază puternic în funcție de dimensiunea dvs., în special greutatea fără grăsimi.

Când ne plimbăm, consumăm mult peste 100W și, desigur, putem exercita mult mai multă putere pentru o explozie scurtă - un zbor rapid de scări poate necesita peste 500 de wați de putere.

Desigur, nu putem ține pasul cu 500W; cel mai bun mod de a vedea ce pot face pro-sportivii este în lumea ciclismului - au biciclete care pot măsura funcționarea prin cuplul aplicat unei pedale [4].

Acești oameni pot menține peste 400 de wați timp de 5 minute și în medie peste 200 W timp de câteva ore - totuși nu sunt poporul dvs. mediu. Dacă încercați să urcați pe o scară lungă, veți găsi în curând că persoana obișnuită poate livra cu adevărat doar aproximativ 100W pentru orice perioadă decentă și, desigur, depășește 70W care vă menține în viață.

Acum, la eficiență!

Ok, deci, dacă oamenii sunt mașini, ei sunt buni?

Din nou, să obținem un context din lumea mașinilor. O mare parte din energia noastră provine din arderea combustibililor fosili - cărbunele, de exemplu, conține multă energie, dar, din păcate, când o transformăm în electricitate prin metodele noastre obișnuite, captăm doar aproximativ o treime din aceasta [1]. Pierdem apoi încă 6-8% din acea energie din fire. Atunci, când folosim acea energie electrică pentru a rula un bec cu incandescență obișnuit, convertim doar aproximativ o cincizecime din acea energie în lumină, în general mai puțin de 1% din energia inițială a cărbunelui. Așadar, nu este de mirare că UE a interzis becurile cu incandescență!

Deci, ce zici de mașini? Ei bine, o mașină obișnuită este eficientă în jur de 17-21% la transformarea energiei din benzină în muncă [2]; Mașinile electrice, pe de altă parte, sunt eficiente în jur de 60% [2], ceea ce sună grozav, cu excepția faptului că trebuie să ne amintim că electricitatea în sine ar fi putut fi derivată prin arderea materialelor cu o eficiență de aproximativ 30%, ceea ce vă duce înapoi în jur. 20% de la cărbune la roată.

Puteți estima caloriile folosind câteva reguli simple. Practic, începem prin a ne imagina că produsele alimentare au fost uscate, deoarece nu putem obține energie din apă; apoi stabiliți proporția de uleiuri/grăsimi/zaharuri și proteine ​​- care va fi de 9 calorii pe gram pentru uleiuri și grăsimi - și 4 cal/g pentru zaharuri, carbohidrați și proteine ​​- orice materie primă rămasă primește o trecere gratuită [5].

Deci, de exemplu, o banană cântărește 200g, dar aproximativ trei sferturi de apă, deci avem 50g, o parte din fibrele sale deci să zicem că au rămas 45g; are aproximativ jumătate de zahăr jumătate din carbohidrați, deci contribuie 45 × 4 = 190 de calorii.

Ce zici de o friptură? Ei bine, depinde de conținutul de grăsime - o friptură „slabă” are mai puțină grăsime (evident), dar, din păcate, dacă nu o faceți mai mică, volumul respectiv este în general luat cu proteine. Din fericire, proteinele au mai puțin de jumătate din caloriile de grăsime, așa că face diferența. O.K; deci, să ne uităm la o friptură de 200g - este în jur de 40-50% apă odată gătită; deci avem 100-120g de grăsimi și proteine; o friptură slabă (ca un filet de top) va avea un raport 1: 5 grăsime: proteină, acest lucru îți oferă 20g grăsime și 100g proteine ​​- 20 × 9 + 100 × 4 = 580 Calorii. Cu toate acestea, o tăietură mai suculentă (da, sucul nu este apă), cum ar fi un ochi cu coaste, poate avea 50:50 grăsimi: proteine, oferindu-vă 60g din fiecare: 60 * 9 + 60 * 4 = 780 Calorii. Deci slaba este bună, dar să recunoaștem, grăsimea are un gust bun și în cele din urmă este dimensiunea fripturii care contează cel mai mult. Vorbind ca un iubitor de fripturi, trebuie să spun că o friptură mică perfectă este mai bună decât una mare, slabă.

Oricum, ideea este valabilă și pentru băuturi - dar acum trebuie să știți că alcoolul este aproape la fel de caloric ca grăsimile la 7 calorii/gram. Majoritatea băuturilor răcoritoare și sucurilor de fructe sunt în jur de 10% în greutate „fără apă”, așa că pentru o cutie de 340 ml (12 floză), obținem aproximativ 35 g de carbohidrați în principal sau 140 de calorii.

Berea are un nivel de încărcare de aproximativ 6-9%, dar în cazul berii aproximativ jumătate din acesta este alcool, așa că, din nou, avem aproximativ 120-140 de calorii pentru o cutie sau o sticlă. Trebuie să aveți grijă, totuși, când recipientul pentru băuturi raportează% alcool pe care îl raportează în volum (ABV = alcool în volum) și, deoarece alcoolul este mai ușor decât apa, masa reală de alcool de care aveți nevoie pentru a calcula caloriile este fericit oarecum mai mică.

Vinul este încărcat puțin mai mult, în jur de 12-14% și cea mai mare parte este alcool, astfel încât să obțineți 110-130 de calorii într-un pahar de 175 ml. Boo!

Un concept cheie în eficiența umană este metabolismul nostru. Guru-urilor din dietă le place să vorbească despre metabolism - să aruncăm puțină lumină în acest sens. Metabolismul este sistemul de „procese” chimice pe care le suferă hrana noastră înainte de a furniza fie o structură nouă (de exemplu, os nou), fie o „muncă” utilă.

Este super-complex, iar o mulțime de lucrări realizate sunt pur și simplu funcții de „sprijin” pentru alte lucrări - cum ar fi atunci când un mușchi exercită forță pentru a ridica o greutate, există și o treabă de trimis semnale și pompând sânge. Într-adevăr, o anumită energie este folosită de micile creaturi care trăiesc în burtele noastre. În mod similar, este nevoie de destulă energie pentru a transforma mâncarea care vă place în mâncarea care vă place mușchii. Fiecare etapă a metabolismului implică fluxul de energie și deseori se produce căldură în acest proces.

Din cauza tuturor funcțiilor de asistență și a nevoii noastre de a ne încălzi, ca să nu mai vorbim de timpul nostru de repaus (odihnă), suntem, de asemenea, destul de ineficienți. Eficiența exactă depinde de nivelul dvs. de fitness - și de munca pe care o faceți.

Suntem foarte eficienți la încălzirea puțin a aerului (destul de aproape 100%), dar suntem ineficienți ineficienți la producerea sunetului - și nici măcar nu vorbim despre lumină. Deci, pentru a fi corecți, să luăm în considerare capacitatea noastră de a exercita forța (ridicați greutăți și altele similare).

Așadar, oamenii de știință au reușit să măsoare nu numai puterea de lucru (prin gadgeturi de tip bicicletă), ci și consumul de energie - prin măsurarea consumului de oxigen sau a generării de dioxid de carbon. Pe baza acestui fapt, ei consideră că suntem cu aproximativ 18-26% eficienți.

Aceasta înseamnă că, atunci când alergăm pe scări, ardem de fapt de 4-5 ori energia necesară pentru a face acest lucru - mai multe vești bune pentru persoanele care fac dietă!

Desigur, pentru că trebuie să ne odihnim atât de mult și să mâncăm și să ne spălăm fețele și lucrurile, ca mașini, cred că suntem cu mult sub 10% eficienți la munca fizică și probabil doar o fracțiune de% pentru munca de birou. Sincer, nu va fi o surpriză pentru mine când roboții vor prelua planeta.

Termodinamica 101

Termodinamica este adesea eliminată atunci când un om de știință dorește să pună capăt unei discuții - sau pur și simplu să descurce oamenii, dar într-adevăr există un singur lucru pe care trebuie să-l știi din întregul domeniu de studiu: energia nu dispare niciodată!

Asta este. Odată ce ai ceva energie, se dovedește că nu poate fi scăpat. Tot ce poți spera să-l miște sau să-l răspândească. Asta înseamnă că fiecare Calorie pe care o mănânci TREBUIE SĂ MERGĂ Undeva; unii vor trece totuși (gândiți-vă la boabele de porumb dulci slab mestecate), iar alții vor funcționa (ridicarea paharului de sticlă este o lucrare importantă). Toate celelalte vor intra în căldură - sau depozitare.

Asta este. Acum știți mai multe despre termodinamică decât 95% din lume, bine.

Deci, înarmați cu aceste cunoștințe, putem privi câteva lucruri, să vedem că toate se adună.

În primul rând, veți observa când exersați respirați mai greu. Într-adevăr, consumul dvs. de energie și, astfel, pierderea în greutate sunt direct și perfect legate de respirație - pentru că inspirați pentru a obține puțin oxigen pentru a alimenta toate micile focuri. Așadar, exercițiile care te fac să respiri mai tare consumă energie. Din păcate, focurile nu ard întotdeauna acea grăsime enervantă din burtă, dar chiar dacă consumă câteva calorii proaspăt consumate, cel puțin le-au interceptat înainte de a găsi un refugiu sigur undeva inestetic.

În continuare, putem arăta, de asemenea, că rata noastră de utilizare a energiei se leagă aproape perfect de căldura pe care o degajăm. Acest lucru este bun și confirmă faptul că nu trebuie să facem exerciții fizice pentru a arde calorii (da!), Într-adevăr se dovedește că metabolismul și rata metabolică bazală se leagă destul de perfect de căldura pe care o emitem în repaus.

Acest raționament explică, de asemenea, de ce ne încălzim când facem exerciții fizice - ardem literalmente grăsimile și căldura trebuie să meargă undeva. Deoarece mușchii sunt atât de ineficienți, 80% din energia pe care o folosesc se transformă în căldură, nu funcționează și trebuie să aruncăm căldura respectivă. O parte din căldură se stinge odată cu respirația grea, iar restul se stinge din piele - cu ajutorul unei puține transpirații.

Înseamnă, de asemenea, că viața noastră modernă în case frumoase, confortabile, încălzite central, face mai greu să rămânem tăiați. Cineva a făcut sumele și consideră că poți arde o ciocolată în fiecare seară, menținându-ți camera rece și obișnuindu-te cu o pătură mai subțire. Nu sunt sigur că a fi răcit permanent mi se pare un plan bun!

Concluzie

Deci, ce ajutor este asta? Ei bine, ajunge direct la inima abordării de către inginer a dietei: trebuie să vă potriviți aportul de energie cu puterea de energie. Nu există scăpare. Trebuie să arzi acea grăsime, nu există altă cale. Îmi pare rău pentru veștile proaste!

Și există și vești bune. Îl poți rezolva. Oricine spune că „exercițiul nu funcționează pentru mine” se înșeală în mod convenabil - funcționează întotdeauna, este legea termodinamicii.