ТЕГИ
Химические реакции преобразование в энергию небольшая часть массы, в реакции горения метана
Сохранениеиз физики и представления о простейших химических реакций
Химические реакции преобразование в энергию небольшая часть массы, в реакции горения метана - куда девается жир статья …(закона сохранения из физики и представления о простейших химических реакций уровня неорганической химии). Куда девается жир, когда человек худеет? Такой вопрос Рубен Мирман и Андрю Браун, изложившие свои результаты в статье в рождественском номере British Medical Journal, задали 50 семейным врачам (очень приблизительный аналог нашего терапевта), 50 диетологам и 50 тренерам по фитнесу. Ответы поразили авторов – больше половины респондентов во всех группах ответили, что жир превращается в энергию (тепло). Такой результат кажется совершенно фантастическим с одной стороны, а с другой – демонстрирующим безоговорочную капитуляцию школьного образования перед стереотипами массового сознания. В результатах опроса видно некоторое несовершенство системы школьного образования.
Идея о превращении жира в энергию возникает под действием всяких диетических слоганов вроде.
Аннигиляции пары частица-античастица вся масса двух частиц превращается в энергию получившихся фотонов
Чтобы похудеть, надо тратить энергии больше, чем потреблять. Так или иначе, половина респондентов отреклась от закона сохранения массы, в нашей культуре приписываемого Ломоносову (и иногда Лавуазье). Возможно, все эти люди что-то слышали об Эйнштейне, эквивалентности массы и энергии и где-то видели формулу E=mc2. Действительно, в некоторых ситуациях масса может превращаться в энергию. как вариант, при аннигиляции пары частица-античастица вся масса двух частиц превращается в энергию получившихся фотонов. Заметное количество массы превращается в энергию в ходе ядерных и термоядерных реакций. Когда ядро атома урана сталкивается с медленным нейроном и делится, примерно 1 процентов массы атома урана превращается в энергию.
В химических реакциях преобразуется в энергию совсем небольшая часть массы: как вариант, в реакции горения метана CH4 + 202 → CO2 + 2H20 выделяется 35,6 мегаджоулей на кубический метр газа, что примерно соответствует 0,00000001 процентов от массы.
Тротиловый эквивалент энергия, высвобождаемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола
Если представить себе человека, похудевшего на 10 кг, и подставить в формулу E=mc2 эти самые 10 кг и скорость света – 3Х108 м/c, то получится выделяющаяся энергия примерно в 1 эксаджоуль (1018). Для сравнения – тротиловый эквивалент (энергия, высвобождаемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола) – 4 гигаджоуля (109).
Клеточного перепрограммирования способны в лабораторных условиях
Короче, если бы каждый худеющий превращал свою массу в энергию, даже клочки не смогли бы разлететься по закоулочкам ввиду отсутствия закоулочков. Остальные варианты ответа на вопрос, хотя и оставались по большей части неправильными, были более правдоподобными: жир покидал тело хозяина с экскрементами, мочой или потом или даже превращался в мышцы. Вероятно, современные технологии клеточного перепрограммирования способны в лабораторных условиях превратить адипоцит (клетку жировой ткани) в миоцит (клетку мышечной ткани), но массово в организме такой процесс идти никак не может. А заблуждение возникает из-за того, что при интенсивных и упорных занятиях спортом капли жира покидают адипоциты, а мышцы наоборот растут. Правильный ответ, занявший последнее место, таков – большая по массе часть сожженного жира покидает организм через легкие в виде углекислого газа. Меньшая – в виде воды (через легкие, с потом, мочой и т.п.). Излишки углеводородов запасаются в организме в виде жиров (триглицеридов).
Триглицериды – это эфиры глицерина и трех жирных кислот. В человеческом организме это, как правило, олеиновая кислота, пальмитиновая и линолевая. Стехиометрическая формула среднего триглицерида в организме человека тогда получается примерно C55H104O6. При сжигании жира происходит его окисление, реакция с кислородом. То же самое с небольшими поправками происходит при сжигании дров, бумаги и вообще примерно любых органических соединений.
Окисление катализируют специальные белки
В случае с дровами высокая температура нужна, чтобы кислород начал реагировать с молекулами дерева. В живой клетке поднести к молекуле спичку нельзя, поэтому окисление катализируют специальные белки, но принцип один и тот же. Точно также как дрова не будут гореть без кислорода, живая клетка, лишенная кислорода теряет способность вырабатывать энергию и погибает.
В химических связях между атомами в полимерной молекуле запасена энергия. Энергия высвобождается, и все атомы становятся связаны не друг с другом, а с кислородом.
Заблуждение — жир превращается в энергию
Возможно, именно отсюда происходит заблуждение о том, что жир превращается в энергию. Но на самом деле, потребность в энергии – это причина и спусковой крючок расщепления жиров, но энергия – не единственный продукт расщепления, и вовсе не она обуславливает убыль массы. Просто когда у организма возникает потребность в энергии, начинают синтезироваться ферменты, жиры меняют свое местоположение и окисляются, но масса покидает организм с углекислым газом и водой. В общем виде реакцию расщепления молекулы жира можно записать так: C55H104O6 + 78O2 → 55CO2 + 52H2O + энергия.
Если пересчитать все это на 10 кг жира, получится, что человек для его расщепления должен вдохнуть 29 кг кислорода, выдохнуть 28 кг углекислого газа и еще какими-то способами избавиться от 11 литров воды. Стали часто спрашивать, можно ли похудеть, если сильнее дышать. Они предостерегли читателей от таких попыток, потому что они не приводят ни к чему кроме гипервентиляции, характеризующейся головокружением, учащенным сердцебиением, а иногда и обмороками.
Помимо это, они успокоили общественность, заверив всеобщее похудение не может привести к росту темпов глобального потепления, поскольку не нарушает естественного круговорота CO2 в природе. К глобальному потеплению же, по их словам, ведет только введение в круговорот нового углерода, до сих пор зафиксированного в недрах земли.
Нарисовать формулу триглицерида или жирной кислоты
Рекомендуют внести дополнения в школьную программу. Мне же кажется, что, если бы опрошенных попросили нарисовать формулу триглицерида или жирной кислоты, многие участники эксперимента вполне справились бы с этой задачей.
Проблемы возникают при переходе от частностей к общей картине и необходимости привлечь соображения из соседних наук (закона сохранения из физики и представления о простейших химических реакций уровня неорганической химии).
