Costo energético de crear partes del cuerpo a partir de nada más que energía

¿Qué cantidad de energía necesitarías gastar para crear un brazo con nada más que energía?

por supuesto que tenemos mi = metro C 2 diciéndonos la energía que representa cualquier cantidad de masa. Dado el promedio de un brazo masculino humano total de metro brazo = 5.7  kg eso equivaldría mi Asunto = 5.123 × 10 17  j de energía sólo por la materia.

La pregunta es si dar cuenta de la materia es suficiente
. Todavía existe la energía química que depende de la estructura molecular. Un bloque de grafito y un bloque de diamante son solo carbono, pero tienen energías químicas diferentes.

Creo que la energía química es, en última instancia, irrelevante teniendo en cuenta la gran magnitud de mi Asunto = 512.3  P.J. lo que equivaldría a recolectar la energía de 7115.3  kg de Uranio-235 en un reactor nuclear .

Un cálculo de los límites superiores con respecto a la energía química del carbono como ejemplo
Comparando la entalpía del carbono puro (gas) y el grafito (en alemán) obtenemos una diferencia de energía Δ mi :

H carbón = 718.9 kJ mol
H grafito = 0 kJ mol
norte C;brazo = metro brazo / METRO C = 5.7  kg / 12 gramo mol = 475  mol

Δ mi = ( H carbón − H grafito ) ∗ norte C;brazo = 341.4775  M.J.

Si mi cálculo es remotamente correcto entonces estamos alrededor de 9 magnitudes por debajo de la energía requerida para la materia . Por lo tanto, es fácilmente una cantidad insignificante de energía en comparación con la creación de materia.

¿Hay algún efecto o principio importante que no haya tenido en cuenta? En mi opinión, lo que suceda químicamente es completamente insignificante con respecto a la cantidad de energía requerida.

Para aclarar:
se debe suponer que cada átomo se crea en el lugar que se necesita y que la materia líquida y sólida no necesita separarse de una gota de materia sin clasificar.

No estoy tan versado en química como en física, pero que yo sepa, los números deberían ser enormemente diferentes (como lo son en mi cálculo), ya que no necesita un reactor nuclear adicional para alimentar reacciones químicas básicas para formar moléculas y estructuras bioquímicas. .

Supongo que el agua sería una buena base para el cálculo, ya que el cuerpo es 90% agua.
Esto me hizo pensar en cuán densas en energía son las gemas en Steven Universe.
@Neil, también pensé en eso. Pero el cálculo es (ligeramente) más complejo ya que se trata de dos tipos de átomos en diferentes estados. Probablemente debería ser capaz de reconstruir eso también. Lo añadiré cuando tenga tiempo.
La única diferencia realistamente relevante de E = mc ^ 2 sería la cantidad de energía que requiere el proceso que recrea la extremidad para operar. E = mc ^ 2 es la cantidad de energía que se pone en el producto, pero ¿cuánta energía necesita la máquina/biología para coordinar todo el proceso? Probablemente mucho.
La diferencia de energía química será tan pequeña en comparación con la energía en masa que ni siquiera aparecerá en su medición. Es como calcular el desplazamiento de un buque de carga y preocuparse por la cantidad de flotabilidad que agrega la pintura.
La ecuación E=mc^2 es la reina (léela muchas veces hasta que se estabilice). La energía equivalente de un objeto en particular se puede calcular exactamente usando la fórmula de Einstein. Los compuestos químicos libres pesarían un poco más antes de pasar por una reacción exotérmica que da como resultado una sustancia final (o una combinación de sustancias como una extremidad humana).
@John Jul, la relación probablemente será similar a la cantidad de energía requerida para mantener y controlar un reactor nuclear, frente a su producción. Definitivamente no despreciable, pero probablemente menos que el producto. Por ejemplo, el uranio no se convierte al 100 % de eficiencia, y la fuente de energía para las partes del cuerpo tampoco lo será.
@ TylerS.Loeper esa es la eficiencia de la magia, no la energía química en el brazo.

Respuestas (1)

Esta puede ser una respuesta muy básica, pero encontré este enlace con algunos valores caloríficos:

Valores caloríficos de carne y hueso

Esto es una aproximación pero para esta mezcla de carne y hueso (no se especifica el porcentaje de composición) midieron un poder calorífico bruto de 19,69 MJ.kg-1.

Esto conduce a aproximadamente 112 MJ para su brazo de 5,7 kg.

Por lo que recuerdo, el valor calorífico es la energía obtenida al quemar el material, que es bastante similar a separar las moléculas en átomos individuales o al menos en algunas moléculas muy pequeñas. Si es así, esto es lo opuesto a la energía necesaria para crear moléculas a partir de átomos individuales.

Pero estas medidas se hicieron en un polvo, entonces, ¿cuál es la energía necesaria para transformar un brazo en bruto en algún tipo de polvo? De este artículo "divertido" , aprendemos que romper un hueso necesita entre 375 J y 1 KJ. Incluso si estamos tomando 1 KJ para estar seguros, aplastar este brazo 100000 veces solo consumirá 100 MJ.

Conduce a un total de aproximadamente 200 MJ y este valor es mucho más pequeño que 5.123 × 10 ^ 17 J.

Entonces, si su pregunta es si dar cuenta de la materia es suficiente, la respuesta sería sí, ya que el resto es totalmente despreciable: la energía acumulada para formar un brazo a partir de átomos está a años luz de la energía requerida para "crear materia".

El poder calorífico no es lo mismo que la cantidad de energía que contiene. Incluso cuando quemas un trozo de papel, quedan cenizas y gas. Ambos siguen siendo átomos, y a ambos les queda mucha energía. La fórmula que debes usar es e=mc^2.
@Neil Nah, Freedomjail está en el camino correcto. Tiene E=mc^2, pero está tratando de averiguar la energía de enlace en la estructura molecular. Entonces, la quema reconfigura la estructura molecular a un estado de menor energía, pero no atomiza completamente la materia ni rompe todos los enlaces químicos. Sin embargo, esa es una forma realmente inteligente de llegar a una estimación de orden de magnitud de límite inferior/aproximado para la energía en los enlaces moleculares. Está lo suficientemente cerca como para que pueda compararlo con E = mc ^ 2 para crear la materia en sí y ver que la energía de enlace es insignificante en comparación.
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