Как изменяется расход энергии в зависимости от работы кратко

Обновлено: 06.05.2024

Мышечная работа значительно увеличивает расход энергии, поэтому суточный расход энергии у здорового человека, проводящего часть суток в движении и физической работе, значительно превышает величину основного обмена. Это увеличение энерготрат составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее мышечная работа.

При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия. Отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия. При физическом труде человека коэффициент полезного действия колеблется от 16 до 25 % и составляет в среднем 20 %, но в отдельных случаях может быть и выше.

Коэффициент полезного действия изменяется в зависимости от ряда условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.

Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершаемая организмом мышечная работа. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности (КФА), который представляет собой отношение общих энерготрат на все виды деятельности за сутки к величине основного обмена. По этому принципу все мужское население разделено на 5 групп (табл. 10.5)

Значительные различия энергетической потребности в группах зависят от пола (у мужчин больше), возраста (снижаются после 40 лет), степени активности отдыха и уровня коммунального обслуживания.

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373—9211 кДж (2000—2200 ккал).

При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.

Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие- формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное (2—3 %) повышение затраты энергии по сравнению с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоциональном возбуждении работающего (лектор, артист, писатель, оратор и т.д.), поэтому и энерготраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11—19 %.

После приема пищи интенсивность обмена веществ и энерготраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через час, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.

При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14—15 %.

Обмен энергии

Мышечная работа значительно увеличивает расход энергии. Поэтому суточный расход энергии у здорового человека, проводящего часть суток в движении и физической работе, значительно превышает величину основного обмена. Это увеличение энергетических затрат составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее мышечная работа.

При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия. Отношение механической энергии ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия. При работе человека коэффициент полезного действия колемблется от 16 до 25% и равняется в среднем 20%, но в отдельных случаях может быть и больше.

Коэффициент полезного действия изменяется в зависимости от условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных и увеличивается по мере тренировки.

Затраты энергии тем выше, чем интенсивнее совершаемая организмом мышечная работа. Это видно из следующих данных:

если затраты энергии в условиях основного обмена составляют в среднем 1 ккал на 1 кг веса тела в час, то при спокойном сидении затраты энергии в среднем равны 1,4 ккал на 1 кг в час;
при стоянии без напряжения — 1,5 ккал;
при легкой работе (канцелярские служащие, портные, механики по тонким работам, учителя) — 1,8—2,5 ккал;
при небольшой мышечной работе, связанной с ходьбой (врачи, лаборанты, почтальоны, переплетчики),— 2,8—3,2 ккал;
при труде, связанном с мышечной работой средней тяжести (металлисты, маляры, столяры),— 3,2—4 ккал;
при тяжелом физическом труде (рабочие строители, дровосеки, пахари, кузнецы и др.)—5—7,5 калл.

По энергетическим затратам можно распределить представителей pазных профессий на несколько групп. Суточный расход энергии этих групп таков.

Работники умственного труда (ученые, врачи,
инженеры, конторские служащие и др.)

Рабочие механизированных щпроизводств (токари, фрезеровщики,
текстильщики, водители городского транспорта)

Рабочие, запятые физическим трудом в частично механизированных
предприятиях (слесари, истопники, сельскохозяйственные рабочие)

Рабочие тяжелого физического (грузчики, землекопы и др.)

По мере внедрения машинной техники в сельское хозяйство, в строительство и промышленность энергетические затраты рабочего значительно уменьшаются.

Обмен энергии при умственном труде

При умственном труде энергетические затраты значительно ниже, чем физическом.

Трудные вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если они не сопровождаются движением, вызывают ничтожное (2-3%) повышение затраты энергии по сравнениию с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоциональном возбуждении работающего (лектора, артиста, писателя, оратора и т. д.), поэтому и энергетические затраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких дней повышение обмена на 11 —19%.

Если внушить исследуемому, что он производит тяжелую мышечную работу, то обмен энергии у него повышается часто вдвое и даже больше, хотя он и не производит работы. Эти факты доказывают, что обмен веществ и энергетические затраты организма могут изменяться под влиянием коры больших полушарий головногомозга.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС — разница между количеством энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом.

Рабочий обмен - это затрата энергии для выполнения внешней работы. Общая потребность в энергии при умственном труде равна 2500 - 3200 ккал (10 475 - 13 410 кДж), при механизированном труде или легкой немеханизированной работе - 3200 - 3500 ккал (13 410 - 14 665 кДж), при частично механизированном труде или немеханизированном труде умеренной тяжести . 3500 - 4500 ккал (14 665 - 18 855 кДж), при тяжелом немеханизированном физическом труде - 4500 - 5000 ккал.

Обмен энергии при физическом труде

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373—9211 кДж (2000—2200 ккал).

Обмен энергии при умственном труд.

При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.

Обмен энергии при физическом труде

В старости энерготраты снижаются и к 80 годам составляют 8373—9211 кДж (2000—2200 ккал).

Обмен энергии при умственном труд.

При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.

Обмен веществ и превращения энергии являются по сути единым процессом. Они неотделимы друг от друга, так как не бывает обмена веществ без изменения энергии и не может быть превращения энергии без обмена веществ.

Энергия не может зарождаться или пропадать - она только видоизменяется. Механическая энергия может превратиться в тепловую или наоборот; при известных условиях тепловая энергия может превратиться в механическую, электрическая — тепловую и т. д.

Все виды энергии организм в конечном итоге отдает в окружающую среду в виде тепловой энергии. Чтобы иметь представление о количестве затраченной организмом энергии, достаточно измерить количество тепла, которое поступает во внешнюю среду.

Тепловая энергия измеряется калориями. Большой калорией называется то количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть 1000 мл воды на 1° (килокалория), а малой калорией - то количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть 1 мл вводы на 1°.

Для учета количества калорий, затрачиваемых человеком, применяют два способа.

1-й способ. Он заключается в том, что учитывается количество тепла, которое человек отдает в окружающую среду. Для этой цели человека помешают в камеру, стенки которой не проводят тепло. По потолку проходит система трубок с проточной водой. Измеряют температуру втекающей и вытекающей воды. Зная разность температур и количество протекшей воды, определяют количество калорий, которые были выделены организмом и использованы на нагревание воды. Такие камеры делают иногда довольно больших размеров, так что человек может производить там определенную работу. Это позволяет определить затраты энергии при разных видах работ.

2-й способ. Он заключается в определении количества потребленного кислорода.
При участии 1 л кислорода в окислительных процессах в количество потребленного кислорода, узнают величину затраченной энергии.

Основной обмен

В условиях полного покоя человек расходует некоторое количество энергии. Этот расход обусловлен тем что в организме непрерывно происходит затрата энергии, связанная а его жизнедеятельностью. Большое количество энергии тратит сердце, почки, дыхательные мышцы, печень, да и все другие органы и ткани живого организма. Количество энергии, которое расходует организм при полном покое, натощак, т. е. через 12-16 часов после еды, и при температуре 16-20° - это основной обмен.

Основной обмен у взрослого здорового человека в среднем равен 1 килокалории на 1 кг веса в течение 1 часа. У человека весом 70 кг основной обмен будет равен 70 * 24 = 1 680 килокалорий. Это то количество энергии, которое затрачивается для обеспечения жизнедеятельности организма. Основной обмен зависит от пола, возраста, роста и веса человека. У мужчин основной обмен больше, чем у женщин того же веса (это зависит так же от структуры тела – больше ли в нет мышечной массы или жира).

Изменения основного обмена наблюдаются при нарушении деятельности желез внутренней секреции. Например, усиление функции щитовидной железы приводит к повышению основного обмена.

Расход энергии при работе

Основной обмен у здорового взрослого человека равен в среднем 1 700-2000 Ккалорий. При мышечной работе расход энергии быстро возрастает: чем тяжелее мышечная работа, тем больше энергии тратит человек. По количеству затрачиваемой энергии людей разных профессий можно разделить на несколько групп.

Первая группа. Работа в сидячем положении, не требующая больших мышечных движений: офисные работники (секретарь, библиотекарь, фармацевт и т.п.) они тратят в среднем 2 200 - 2 400 больших калорий.
Вторая группа. Мышечная работа в сидячем положении (ювелир, регистратор, учитель) они тратят около 2 600 - 2 800 ккалорий.
Третья группа. Умеренная мышечная работа (почтальон, врач, официант, диджей) - 3 000 ккалорий.
Четвертая группа. Напряженная мышечная работа (маляр, автослесарь, тренер, дирижер) 3 400 - 3 600 ккалорий.
Пятая группа. Тяжелый физический труд (цеховой рабочий, профессиональный спортсмен) - 4 000 ккалорий.
Шестая группа. Очень тяжелый труд (каменщик, шахтер) - 5 000 ккалорий и более.

При умственной работе затрачивается очень небольшое количество энергии. Поэтому умственная работа – не повод есть шоколадки.

Читайте также: