Question

Суточная норма углеводов для взрослого человека составляет 5—8 г на 1 кг массы тела (в зависимости от энергетических затрат организма). При окислении 5 г углеводов выделяется около 88 кДж энергии, что достаточно для нагревания 1 кг тела человека от температуры 36,6 °С до 62 °С. Попробуйте самостоятельно произвести этот несложный расчет на основании знаний, полученных при изучении физики. Учтите, что средняя удельная теплоемкость человеческого тела 3,47 кДж/(кг °С). К чему могло бы привести разогревание клеток тела человека до такой температуры? Как вы думаете, почему этого на самом деле не происходит?

Answer 1

Формула расчёта количества теплоты:
Q = cm (t2 – t1),
где Q – количество теплоты, с – удельная теплоёмкость, m – масса тела, t2 и t1 – конечная и начальная температуры соответственно.
В нашем случае Q = 88 кДж, с = 3,47 кДж/(кг • ºС), m = 1 кг, t1 = 36,6ºС.
Рассчитаем, на сколько градусов Цельсия могла бы повыситься температура тела человека:
t2 – t1 = Q / cm = 88 кДж : (3,47 кДж/(кг • ºС) × 1 кг) ≈ 25,36ºС.
Найдём конечную температуру тела человека:
t2 ≈ 36,6ºС + 25,36ºС ≈ 62ºС.
Разогревание клеток тела человека до такой температуры привело бы к денатурации большинства белков, прекращению ферментативных процессов, частичному плавлению ДНК и в конечном итоге, к гибели клеток. Однако на самом деле этого не происходит, т.к. процесс расщепления и окисления углеводов осуществляется постепенно, поэтапно, и лишь часть высвобождаемой энергии преобразуется в тепловую, а другая часть запасается в макроэргических связях молекул АТФ.