Биологический организм как двигатель

976evil

Недавно прочитал, что троллейбус - экологически чистый вид транспорта.
Тоже самое можно сказать и велосипеде - никаких выбросов в атмосферу, не надо топлива итп.
НО: если вдуматься, человек когда крутит педали весьма неплохо расходует калории, соотвественно нужна пища, нужно ее выращивать. Кроме того, потребляется кислород на ее переваривание и выдыхается CO_2. Еще нужны куда-то девать продукты пищеварения (фекалии итп).
Товарищи биологи и химики! Если посмотреть на велосипед с этой точки зрения, то каковы его характеристики? Каков КПД? Сколько например, калорий нужно чтобы проехать 10 км и как оно в сравнении, например, с автомобилем?

aibolit

Если сравнивать продукты пищеварения человека и выбросы автомобиля - то разница на лицо А что значит сравнить КПД и калории? Сколько ты затратишь на то, чтобы проехать километр на велосипеде или на машине? Хорошо, допустим что машина тратит меньше каллорий, но при этом выбросы автомобиля несравненно вреднее выбросов человеческого организма, последние перерабатываются природой, в то время как продукты сгорания многих топлив содержат канцерогены, потребляют большее количество кислорода и добыча нефти несравненно более разрушительный процесс, нежели выращивание помидоров, в процессе которых к слову происходит поглощение из атмосферы углекислого газа и выделение кислорода.
Человека на мой взгляд можно в какой-то степени сравнить с машиной на солнечных батареях, потому что наши трофические цепи начинаются с фототрофных организмов.

Nefertyty

> потому что наши трофические цепи начинаются с фототрофных организмов
а нефть из чего образовалась?

aibolit

Из фототрофов хочешь сказать?

976evil

Спасибо за ответ! Многие вещи прояснились.
Однако, хотелось бы все-таки хоть немножко каких-то цифр, чтобы ощутить разницу. Например, сколько калорий нужно человеку чтобы проехать 1 км? Сколько нужно O2, минеральных солей, человеческих усилий, чтобы вырастить это количество пищи. Для машин такие показатели более-менее известны (сколько литров бензина на километр хотелось бы рассчитать нечто аналогичное для человека.

Nefertyty

Вроде как считается, что нефть получается из останков живых организмов. А энергию они берут откуда?
Собственно, других источников энергии на Земле и нет по сути, кроме радиоактивного распада тяжёлых элементов.

aibolit

Да, ты прав, нефть же тоже из остатков древних организмов произошла. А уголь - из древесных, то есть все топливо имеет органическую предысторию...

antcatt77

Коэффициент полезного действия организма.
Организм не может использовать всю энергию, содержащуюся в пищевых веществах. Всякое превращение энергии из одного вида в другой происходит с обязательным образованием тепла, которое затем рассеивается в окружающем пространстве. Поэтому как синтез АТФ, так и передача энергии от АТФ к мышцам происходят с потерей примерно половины ее в виде тепла.
Только половина химической энергии, содержащейся в пище, идет на образование АТФ, вторая половина сразу же превращается в тепло и рассеивается в окружающей среде. Синтезированные молекулы АТФ доносятся кровью до мышц и там половина запасенной в них энергии используется в мышечном сокращении, а половина опять-таки превращается в тепло. В результате на выполнение внешней работы (в том числе и во время игры) человек может затратить не более 25% всей энергии, полученной им из пищи, остальные 75% уходят в тепло.

Nefertyty

% это же круто
у автомобильного движка поменьше будет afaik

antcatt77

На первый взгляд - это оценка сверху.

aibolit

Да, но выделяющееся тепло является при этом необходимым составляющим поддержания температуры тела человека, поэтому низкий КПД не так уж и неоправдан, по крайней мере для теплокровных животных

antcatt77

Смотря какая температура "за бортом", если за бортом +40 - то тепло совсем выделять не надо.
А если -40, то тепло надо вырабатывать даже, когда нет движения.
понятно, что схема: берем ресурсы, сжигаем - малую часть тратим на работу, остальное на обогрев - работает.
Но работает она очень и очень не эффективно, т.к. не смотрим на реальную необходимость такого обогрева.

976evil

> 25% это же круто
> у автомобильного движка поменьше будет afaik
afaik как раз не круто
у обычных двигателей КПД вроде 40-50 % будет, вот например:
http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_find.cgi?ph=%E4%E2%E8%E3%E0%F2%E5%EB%FC+%E2%ED%F3%F2%F0%E5%ED%ED%E5%E3%EE+%F1%E3%EE%F0%E0%ED%E8%FF

Nefertyty

Да, я походу позабывал все детские книжки

Asmodeus

Смотря какая температура "за бортом", если за бортом +40 - то тепло совсем выделять не надо.
Когда +40 за бортом, ты тепло выделять не сможешь (хотя за счет испарения влаги температура тела все таки будет ниже окружающей среды и выделять тепло сможешь но будет херово) и помрешь от переграва.

antcatt77

Так про то и речь, что при температуре +40 движения должны происходить с как можно меньшим кол-вом выделения тепла.

Asmodeus

Ну не могут они проходить без выделения тепла, кпд у них низкий.

zuzaka

думаю, это совсем непросто оценить и сравнить вред экологии, наносимый выхлопами, и вред, наносимый плотинами.

neonshchik

Для машин такие показатели более-менее известны (сколько литров бензина на километр хотелось бы рассчитать нечто аналогичное для человека.
И не забудь посчитать "Сколько нужно O2, минеральных солей, человеческих усилий", чтобы изготовить этот замечательный литр бензина

woodyM

Про нефть я слышал от студентов Керосинки, что на Ленинском проспекте, что она образовалась не из живых организмов, а как и любая горная порода в процессе формирования земли и земных пород. По советским данным это ресурс слабо возобнавляемый, т.е. откуда-то изнутри земли идет приок углеводородов, а по американской теории - такого притока нет.
Очень меня заинтересовало, почему тогда нас всех в школах так жестоко обманывали, мол нефть - это перегнившие живые организмы... =0(
В мире нет ни одного на 100 % экологически чистого источника энергии, все грязные, хотя бы на стадии его изготовления.
Человек это очень хороший двигатель, про КПД сказать ничего нельзя, хотя бы из-за трудности эксперимента: надо сжечь эквивалентную порцию еды, посмотреть сколько тепла выделится, потом сжечь дерьмо, разница - это то что должно по идеи усвоиться, а КПД это то что из усвоившегося перешло не в тепло? Нет, КПД работы организма расчитать невозможно из-за сложности и неизвестности многих путей метаболизма и его регуляции.

zuzaka

про нефть: странно. не представляю себе, как может из горных пород получиться нефть. Какие там идут реакции? Из каких конретно пород?
КПД работы организма нельзя рассчитать хотя бы по определению: КПД - это отношение полезной работы. Пока мы не определили, какую работу считать полезной, мы в принципе не можем считать никакого КПД.

woodyM

Нефть это отдельная "порода", как кварц, как железная руда, в общем возникла она при формировании всех других пород земли из чего, никто не знает, в результате каких химических реакций тоже не ясно, возникла и все тут, как и все породы земли возникли... =0) а не из живых организмов.

zuzaka

а конкретнее?
я могу придумать, откуда возникла железная руда (в масштабах, скажем, второй половины жизни Земли). Как образовался гранит, мел, природный газ - это я все могу придумать. Также я могу придумать, как образовалась нефть, если позволить ей образовываться из биосистем. Но вот как она образовалась сама собой - этого я придумать не могу.

woodyM

совершенно верно, по поводу КПД, имелось ввиду, наверное, полезная работа это работа необходимая для того чтобы велосипед с велосипедистом переместился из пункта А в пункт Б. =0)
А может у живого организма КПД 100%? Наверное нет ни одной лишней биохимической реакции в принципе? и от зарождения до смерти мы выполняем только полезную работу, т.е. живем?

woodyM

Поэтому ты не нефтяной монополист =0)
Думаю твои представления о формировании земных пород, также как и мои и других уважаемых людей - это теории, основанные на косвенных данных, полученных не абсолютно верными методами. Так вот одна из теорий, что нефть сформировалась как "порода" (или полезное ископаемое, я не силен в этих терминах) наиболее часто используется при изучении нефтепромысла в Губкинском институте. Также я считаю ее верной, потому что не могу представить ни одного химического процесса, при котором органика живых организмов превратится в смесь углеводородов. =0)

Ater

Не могу говорить на 100%, но читал где-то (типа соросовского журнала что углеводороды могут образовываться из карбидов металлов, которые, возможно, пристутствуют то ли в ядре, то ли где еще (Где? В мантии тогда, видимо...). По типу всеми любимой в детстве реакции карбида кальция с водой... Ацетилен, как никак, прет...

zuzaka

> потому что не могу представить ни одного химического процесса, при котором органика живых организмов превратится в смесь углеводородов.
но согласись, что допустить такой процесс гораздо проще, чем предположить, что эта смесь образовалась сама в условиях отсутствия тепла, света, под не очень большим давлением и в окружении, грубо говоря, камней?

zuzaka

прикольно, а какие-нибудь слова навроде фамилии авторов, случаем, не помнишь? хочу поискать

woodyM

Видимо это и имелось ввиду моими знакомыми из Керосинки. Интересно, а в местах добычи нефти вообще какие породы рядом? Ну или какой породой образована емкость, где находится нефть?

Ater

Увы, нет... Давно было...

Ater

Карбидов, кажется, в природном состоянии на Земле еще не находили. Вода их, мягко говоря, портит.

woodyM

Да, согласен, но в том то и дело (видмио я не точно выразил свою мысль) что нефть как раз и образовалась в начале, когда было жарко, было большое давление и т.д. Т.е. нефть это очень древняя "порода".

Ater

Но в мантии и сейчас жарко, и давление высокое... То есть, гипотетически, нефть может возобновляться...

woodyM

знаем знаем, сам карбид в бутылочку с вадой савал =0)
Но в магме или где-нибудь около ядра вообще можно говорить о каких-либо веществах? а если можно то о каких?

woodyM

Да, да, что советские нефтеманы и говорят, а американские против такого расклада....

woodyM

http://science.pravda.ru/science/2004/6/18/50/17509_OIL.html
вот что первое яндекс выкинул, понятное дело, это не СОЖ, но...

woodyM

Шифр издания: 553.9-706358

Автор(ы): Лурье ,М. А.
Курец И.З.
Шмидт Ф.К.
Заголовок: О возможности абиогенного происхождения нефти и газа/М. А. Лурье, И.З. Курец, Ф.К. Шмидт ;М. А. Лурье, И. З. Курец, Ф. К. Шмидт
Выходные данные:
Кол. характеристики:
Место публикации: Химия и технология топлив и масел. 2003 . N 1/2. - С. 3-5
ISSN/ISBN: 0023-1169
ББК: 26.343
Предметные рубрики: Месторождения углеродистых пород и углеводородов-- --

zuzaka

thnx

Ater

И я почитаю на досуге...

Nefertyty

Lewan, M.D. (1993 "Laboratory Simulation of Petroleum Formation: Hydrous Pyrolysis," Organic Geochemistry, ed. M.H. Engel and S.A. Macko (NY:Plenum Press) pp. 419-442.
Утверждается, что тут описывается эксперимент по быстрому получению нефти из органического сырья.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: