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.

\[1 \, \text{моль глюкозы} \rightarrow 1520 \, \text{кДж}\]
\[x \, \text{моль глюкозы} \rightarrow 1 \, \text{кДж}\]

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.

\[1 \, \text{кДж} \rightarrow 0.0006579 \, \text{моль глюкозы}\]
\[14400 \, \text{кДж} \rightarrow x \, \text{глюкозы}\]

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.