¿Cuánta energía en forma de calor emite un cuerpo humano?

¿Cuánta energía en forma de calor emite un cuerpo humano en reposo?

Respuestas (4)

Eso es fácil. El requerimiento de energía de un hombre promedio es de 2500 calorías por día, y una caloría es 4184J. Por lo tanto, emite alrededor de 10,5 MJ/día o alrededor de 120 W.

Una mujer promedio requiere 2000 calorías por día, por lo que emite alrededor de 97W.

¿El cuerpo humano emite en forma de calor toda la energía que obtiene de los alimentos? En caso afirmativo, al escribir esta respuesta, gastó algo de energía: ¿cuál es su fuente de energía?
@New_new_newbie: suponiendo que su peso se mantenga igual, está emitiendo toda la energía de su comida como calor. Si está engordando, significa que está reteniendo parte de la energía y convirtiéndola en energía química (es decir, grasa). Por el contrario, si estás adelgazando, significa que estás convirtiendo la energía química de la grasa en calor, por lo que estás emitiendo más calor del que obtienes de tu comida. Obtuve la energía para escribir esto de mi cuerpo al reaccionar glucosa con oxígeno para producir agua, dióxido de carbono y energía.
Equivocado. La energía se almacena en el cuerpo humano como ATP ( en.wikipedia.org/wiki/Adenosine_trifosfato ). La energía química almacenada como enlace PO se libera. Por supuesto, una parte de eso se perderá en forma de calor, pero si recoger una piedra de 400 g a 1 m de altura requiere 4 J de trabajo, esos 4 J provienen de la comida que ha consumido. De lo contrario, se violaría la conservación de la energía, si su conjetura de "entrada = salida como calor" fuera cierta. Entonces, nuevamente, ¿cuál es la fuente de energía de escribir esta publicación si toda la energía que obtuvo de los alimentos se EMITIÓ en forma de calor?
@New_new_newbie: el artículo que vincula tiene en su segundo párrafo: Por lo tanto, el ATP se recicla continuamente en los organismos . ATP no se utiliza para el almacenamiento a largo plazo. El almacenamiento a mediano plazo es como glucógeno y el almacenamiento a largo plazo es como grasa.
@New_new_newbie: sí, si levanto un peso, parte de la energía que obtengo de los alimentos se ha convertido en energía potencial del peso. Así que supongo que sería más preciso decir que la energía de los alimentos termina como calor + cualquier ganancia de energía potencial. En la vida real, es poco probable que hagamos cambios de energía potencial a largo plazo en nuestro entorno (supongo que los constructores lo hacen, aunque sus edificios eventualmente se derrumbarán, por lo que la energía terminará convirtiéndose en calor).
Reciclado significa creación a través de la energía que obtienes de los alimentos, y esta energía se libera cuando es necesario. Además, no existe una ley de conservación general para la cantidad de ATP en el cuerpo humano en un momento determinado. Tampoco dice emitido como calor. De todos modos, ¿qué pasa con la conservación de energía?
Lo siento, escribí el anterior cuando estabas respondiendo.
1. ¿Por qué solo energía potencial? La energía para hacer todo el trabajo que haces proviene de los alimentos. \\ 2. Nunca dije que obtenemos energía permanentemente y la almacenamos de alguna forma. Todo es dinámico, por supuesto. Pero si todo lo que entra en nosotros saliera "como calor", los físicos tendríamos muchos problemas para justificar la conservación de la energía.
Vale la pena señalar que ~100 W es el promedio durante 24 horas, incluido el tiempo dedicado a dormir. Los ciclistas que utilicen potenciómetros podrán transferir 400 W a sus bicicletas . Cuando compré un acondicionador de aire para un espacio cerrado de tipo industrial, me recomendaron permitir 500 W por persona (aunque tal vez me vendieron, porque era un excelente acondicionador de aire).
De conversaciones con un arquitecto hace mucho tiempo, su regla general para una persona inactiva (viendo una película) era de aproximadamente 100W. El cálculo de la radiación es engañoso ya que las personas aquí en la Tierra no están irradiando hacia el espacio profundo, sino que están rodeadas de cosas que no tienen una temperatura muy diferente a la de ellos (en relación con 2.8K CMB).
Creo que esto es aproximadamente correcto. Depende de cuánto trabajo hagas. Supongo que también es más o menos correcto para un ciclista, ya que solo consumen más calorías. Correr puede consumir 1000 calorías por hora. No estoy seguro de qué fracción como calor.
Una parte sustancial de los alimentos que consume es proteína. Gran parte de esta proteína se utiliza para mantener la masa muscular (conservación de la masa) en lugar de generar calor. Para responder a esta pregunta, probablemente sería necesario hacer un balance térmico y de materia completo en los alimentos que come una persona, lo que requeriría una contabilidad cuidadosa del contenido calórico de todos los alimentos y productos de desecho con los que trata la persona.
Si llevo una roca pesada desde el pie de una montaña hasta la cima y la dejo allí, entonces al menos algunas de las calorías que he comido no se han convertido en calor... Al menos, todavía no . Pero entonces, incluso si la roca finalmente se altera y rueda hacia abajo de la colina, calentándose ligeramente a sí misma y a otras cosas en el camino; eso es calor que no fue irradiado por mi cuerpo .
@jameslarge Por supuesto que no es exactamente cierto, pero te estás perdiendo el punto: este es un gran cálculo manual que te da algo muy cercano al valor real para el Joe promedio. Incluso si no hiciera nada en todo el día más que comer y colocar objetos pesados, casi toda la energía que recibió se liberaría en forma de calor. Los mamíferos son motores térmicos extremadamente ineficientes: dependiendo de la cantidad de trabajo que realice, la eficiencia efectiva de "alimento -> trabajo realizado" oscila entre el 20 % y el 1 % . Y el límite superior es del tipo "ciclo todo el día", no "ejercicio un poco una vez al día".
Hola Rizwan. Gracias por la edición sugerida, pero tenga en cuenta que una Caloría con una C mayúscula , es mil calorías, con una *c minúscula .
"asumiendo que tu peso se mantiene igual, estás emitiendo toda la energía de tu comida como calor" ehmmm, ¿qué pasa con, ya sabes, las excreciones?

Dudo en contradecir a John, pero: es simplista asumir que la entrada calórica es igual a la salida calórica, o que la salida calórica es puramente calor, en lugar de moverse de un lugar a otro, levantar cajas, etc. En mi humilde opinión, un modelo mucho mejor es configurar el cuerpo humano como una fuente de cuerpo negro con ϵ = 0.98 (emisividad), temperatura = 310K y alguna estimación razonable del área total del cuerpo. Luego compara la absorción de calor de, digamos, un entorno ambiental de 294 K para ver la salida neta de calor.

Eso ignora el flujo de calor conductivo y convectivo :-).

Véase, por ejemplo, la excelente calculadora en hiperfísica

Sí, recuerdo que el resultado usando la ley de Stefan-Boltzmann es cercano al de John Rennie. En el espacio, la potencia de salida está cerca de 1 k W , ¡muy impresionante!
Espero que las pérdidas por radiación del cuerpo negro sean pequeñas en comparación con otras pérdidas de calor del cuerpo humano en la mayoría de las circunstancias ordinarias. No he hecho los números, pero apuesto a que la pérdida de calor al inhalar gas a temperatura ambiente y exhalarlo a temperatura corporal es mucho mayor que la radiación del cuerpo negro cuando se está sentado detrás de un escritorio en una oficina típica. Agregue a eso el enfriamiento por evaporación ya que el aliento exhalado generalmente contiene más humedad.
A menos que estés construyendo un zigurat o almacenando mucho potencial gravitatorio, ¿no crees que toda esa energía mecánica también termina en forma de calor?
@rob, sí, la mayor parte lo hace. Pero solo piense en la entropía almacenada que proviene de aprender un montón de cosas (estructuras neuronales altamente ordenadas :-).
@Carl Bueno, si envío un terabyte de información a la memoria (parece irracionalmente grande), el cambio de entropía mínimo es S = k en ⁡ 2 40 ≈ 1200 k / mi V . A la temperatura de mi cuerpo, la liberación mínima de energía es solo alrededor de 1/4 eV. Incluso si la proporción entre la entropía física y la de la información es de mil millones a uno, todavía tengo mucho menos de un joule de calor asociado con el aprendizaje. No creo que sea una gran corrección.
La pregunta pide el resto del caso. Así que nada de cajas móviles.
Votos a favor en general: me encanta la forma en que una simple pregunta puede iniciar una discusión :-)
@ rob: creo que la pregunta no era sobre lo que sucederá eventualmente. 'OP' habló, por ejemplo, de lo que vería un escáner IR: cuánto calor se emite en un período corto determinado. Nada sobrevive eventualmente, incluso los zigurats, pero ese no es el punto. :)
Esta respuesta significa que, durante una calurosa semana de verano en mi departamento realmente caluroso, no emito calor y convertiré directamente todas las calorías de mis alimentos en trabajo con una eficiencia del 100 %. Durante el verano, rompo regularmente la segunda ley de la termodinámica.

La respuesta de John Rennie es correcta +/- 1% más o menos.

Claro, puedes levantar algo, haciendo trabajo en lugar de emitir calor. Pero con la misma frecuencia levantas algo hacia abajo , convirtiendo su energía potencial en calor que emite tu cuerpo. Además, la mayoría de las cargas que levanta son pequeñas en comparación con el "costo" energético de hacer funcionar la fábrica química que es su cuerpo.

O digamos que subes las escaleras en un edificio de 20 pisos. Asumiendo 1 piso = 10', eso es 200 ft-lb. de trabajo, o alrededor de 270J. Digamos que te toma 2 minutos, durante los cuales tu cuerpo emite 120*100 = 12,000J de calor. Por lo tanto, el trabajo que realizó representa solo alrededor del 2 % de la energía total que consumió durante la subida de la escalera. Y un ser humano moderno no realiza trabajo físico durante gran parte del día, por lo que la conversión a trabajo equivale a menos del 1% de error.

Además, (generalmente) desciende tanto como sube, nuevamente convirtiendo su energía potencial en calor, por lo que prácticamente se cancela.

Solo suponga que se necesitan alrededor de 100 W para hacer funcionar su cuerpo en reposo, más si tiene que hacer "trabajo" (correr, etc.)

Umm... ¡Olvidaste incluir el peso de la persona en tu cálculo de subida de escalera de 200 pies! Una persona típica puede proporcionar más de 100 W de potencia mecánica sostenida, los atletas de élite pueden acercarse a los 500 W. El esfuerzo de sprint es quizás el doble. Tentado a editar esta respuesta ...
@Michael y bgold: no somos muy eficientes para convertir la energía almacenada químicamente en trabajo mecánico. IIRC, alrededor del 20 % para correr, hasta el 25 % para andar en bicicleta. Entonces, cuando nuestra salida mecánica es de 100 W, tenemos al mismo tiempo una salida adicional de 300 - 400 W en forma de calor. Cuando levantamos algo, no solo emitimos calor debido a la pérdida de energía potencial del peso, sino también cabeza adicional de nuestros músculos (¡levantar cosas también da hambre!)

Como cifra de planificación aproximada para el diseño de edificios, etc., 1 humano = 100 vatios.

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