Сколько граммов глюкозы должно окислиться в организме и какой объем углекислого газа выделит человек при езде

Марк

42

Для решения данной задачи необходимо использовать данные о количестве энергии, выделяющейся при окислении глюкозы, и затрате энергии человеком на велосипеде.

Из условия известно, что при окислении 1 моль глюкозы фосфорилируется 38 АДФ в АТФ, а также выделяется 1520 кДж энергии.

Для начала определим, сколько моль глюкозы необходимо окислить для выделения 1520 кДж энергии. Для этого воспользуемся энергетическим эквивалентом 1 моль глюкозы, равным 1520 кДж.

$$1\text{моль глюкозы}\to 1520\text{кДж}$$
$$x\text{моль глюкозы}\to 1\text{кДж}$$

Из пропорции получаем:
$$x=\frac{1\text{кДж}\times 1\text{моль глюкозы}}{1520\text{кДж}}=0.0006579(\approx 6.58\times {10}^{-4})\text{моль глюкозы}$$

Теперь, чтобы найти массу глюкозы в граммах, нужно умножить количество молей на молярную массу глюкозы. Молярная масса глюкозы равна 180 г/моль.

$$0.0006579\text{моль глюкозы}\times 180\text{г/моль}=0.118\text{г глюкозы}$$

Таким образом, для выделения 1520 кДж энергии в организме должно окислиться приблизительно 0.118 г глюкозы.

Чтобы найти объем углекислого газас, выделяемого человеком при езде на велосипеде в течение 6 часов, необходимо узнать, сколько энергии в кДж он затратит за это время. Из условия известно, что он затрачивает около 40 кДж в минуту.

$$40\text{кДж/мин}\times 60\text{мин/ч}=2400\text{кДж/ч}$$

Таким образом, человек затратит 2400 кДж энергии за 1 час.

Для 6 часов умножим наше значение на 6:

$$2400\text{кДж/ч}\times 6=14400\text{кДж}$$

Теперь воспользуемся данными из первой части задачи и найдем, сколько граммов глюкозы нужно окислить для выделения 14400 кДж энергии.

$$1\text{кДж}\to 0.0006579\text{моль глюкозы}$$
$$14400\text{кДж}\to x\text{глюкозы}$$

Подставляя значение, получаем:

$$x=\frac{14400\text{кДж}\times 0.0006579\text{моль глюкозы}}{1\text{кДж}}=9.465\text{моль глюкозы}$$

Теперь найдем массу глюкозы в граммах, умножив количество молей на молярную массу:

$$9.465\text{моль глюкозы}\times 180\text{г/моль}=1703.7\text{г глюкозы}$$

Таким образом, чтобы выделить 14400 кДж энергии человек должен окислить приблизительно 1703.7 г глюкозы, а выделиться объем углекислого газа будет зависеть от массы окислившейся глюкозы.