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 Betreff des Beitrags: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Mi Dez 27, 2017 2:01 pm 
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Guten Tag Zusammen,

ich komme bei der Energieumsetzung des Menschen nicht weiter.
Wie allgemein bekannt ist der Wärmestrom des Menschen in völliger Ruhe
etwa 100 W, also der Grundumsatz.
Die Wärmestrahlung berechnet sich wie folgt:

P = A* Sigma * Epsilon * (T^4 - T0^4)

wobei A die Oberfläche des Menschen ist(etwa 2 m^2), Sigma die
Stefan-Boltzmann-Konstante mit dem Wert:

5,67 * 10^(-8) W/(m^2*K^4)

T0 die Aussentemperatur und T die Temperatur der Haut.
Für T0 = 293,15 K (20°C) , T = 306,15 K (33°C) und epsilon = 1(soll so sein beim Menschen) ergibt sich mit der obigen Formel:
P = 2qm * 5,67*10 ^(-8) W/(qm*K^4) * [(306,15 K)^4-(293,15 K)^4] = 158,73 W.
Und das nur an Wärmestrahlung!
Damit ergibt sich für die benötigte Energie des Menschen für einen Tag:
E = 13714,415 kJ = 3277 kcal (Nur Wärmestrahlung!(1J = 0,239 cal)).
Laut Prof. Dr.-Ing. E. Specht Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg beträgt der Anteil der Wärmestrahlung 46% der gesamten Wärmeabgabe bei einem ruhenden Menschen in einer Umgebung von 20 °C.
Hochgerechnet auf 100% müsste das ein Energiebedarf von etwa 7125 kcal sein. Und das ist nur der Grundumsatz! Wenn wir die 100 W von oben nehmen ergibt sich eine Energiebedarf von etwa 2064 kcal! Und viele Menschen wissen ja eigentlich im Prinzip, dass der Energiebedarf nicht 7125 kcal betragen kann. Viele Menschen zählen ja Kalorien.
Wo liegt der Fehler? ( Ist mir sehr wichtig!)


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Do Dez 28, 2017 9:42 am 
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Na, so grob stimmt Deine Rechnung schon. Lies mal
http://www.drphysics.com/convection/convection.html
Dann siehst Du, dass die Wärmestrahlung unser haupsächlicher Energieverlust ist. Wenn Du nackt bei 20°C herumläufst, wirst schon mehr als 2500 kcal/d verbrauchen.

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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Do Dez 28, 2017 4:06 pm 
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Durch die Rechnung über das Stefan-Boltzmann-Gesetz kommen wir aber auf über 7000 kcal.
Das ist eine große Diskrepanz!


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Do Dez 28, 2017 5:16 pm 
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RaphaelS hat geschrieben:
Wo liegt der Fehler? ( Ist mir sehr wichtig!)
Bei Deiner Berechnung, Raphael, ist ja viel einfach nur geschätzt. Bei einem Weißen z.B. wird wohl der Stahlungskoeffizient kaum bei 1 liegen (wie bei der idealen Schwarzkörperstrahlung), die Konvektionsverluste werden an anderer Stelle z.B. nur auf 50% der Strahlung geschätzt ... usw.

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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 12:02 pm 
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Das spielt alles keine Rolle, die Diskrepanz ist zu groß!!!


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 12:19 pm 
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RaphaelS hat geschrieben:
Das spielt alles keine Rolle, die Diskrepanz ist zu groß!!!
Gut, bei anscheinend richtiger Rechnung und einem Nahrungsverbrauch von 2500 kcal bleibt wohl kein anderer Weg, oder?

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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 2:14 pm 
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Ich weiß nicht wie du das meinst, aber egal wie man rechnet, die Diskrepanz ist viel zu groß!


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 4:06 pm 
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RaphaelS hat geschrieben:
Ich weiß nicht wie du das meinst, aber egal wie man rechnet, die Diskrepanz ist viel zu groß!


Du wurdest doch im anderen Forum bereits mehrfach darauf hingewiesen, dass die Wärmeabstrahlung durch Kleidung (tagsüber) und Bettdecke (nachts) weitestgehend unterbunden wird, so dass im Durchschnitt die mittlere Grundumsatzleistung deutlich unter 100W liegt. Das ergibt je nach Alter, Gewicht und Geschlecht normalerweise einen täglichen Grundumsatz von weniger als 2000kcal. Wenn Du allerdings nackt bei einer Umgebungstemperatur von 20°C den ganzen Tag lang ruhst, kann der Grundumsatz leicht in die von Dir errechnete Größenordnung kommen.

(Ich habe es selbst erlebt, dass in seltenen sehr kalten Nächten in Bangkok/Thailand bei 18°C - normalerweise liegen die Nachttemperaturen dort um die 30°C - arme Menschen ohne Dach über dem Kopf und ohne Decken mit nur spärlicher Kleidung an Unterkühlung gestorben sind.)


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 8:41 pm 
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Das ist Unsinn hoch 100! Wenn ich nackt in meinem Zimmer bei 20°C auf meinem Sofa einen Tag liege, verliere ich nicht über 7000 kcal!


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Fr Dez 29, 2017 9:37 pm 
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RaphaelS hat geschrieben:
Das ist Unsinn hoch 100! Wenn ich nackt in meinem Zimmer bei 20°C auf meinem Sofa einen Tag liege, verliere ich nicht über 7000 kcal!
Da wirst Du sogar recht haben, denn erstens ist deine Strahlungskonstante nicht 1 sondern deutlich kleiner und zweitens bringt die Konvektion nochmal deutlich weniger als die Strahlung, da könntest den Prof. Specht missverstanden haben, denn für die Konvektion rechnet man üblich weniger als 50% der Strahlung - das könnte er mit seinen 46% gemeint haben. ;)

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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Sa Dez 30, 2017 11:25 am 
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Hallo isi,

ich verstehe deine Argumentation nicht wirklich. In der Rechnung ist Epsilon = 1.
Laut Herr Specht ist die Aufteilung der verschiedenen Arten der Wärmeabgabe bei einem ruhenden Menschen in einer Umgebung von 20 °C:
- 46 % Strahlung
- 33 % Konvektion
- 19 % Schwitzen
- 2 % Atmung.
Auch wenn die Strahlung 90% ausmachen würde. 158 Watt sind zuviel!! Von mir aus kann auch Epsilon = 0,9 sein. Egal wie man rechnet, man kommt da nicht raus.
Offensichtlich muss es eine zusätzliche Energiequelle geben!!


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Sa Dez 30, 2017 12:46 pm 
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RaphaelS hat geschrieben:
Das ist Unsinn hoch 100! Wenn ich nackt in meinem Zimmer bei 20°C auf meinem Sofa einen Tag liege, verliere ich nicht über 7000 kcal!


Nur um mal bei den Zahlen zu bleiben. Ein von Dir errechneter Grundumsatz von 158,73 W ergibt, egal ob dieser Wert realistisch ist oder nicht, rein rechnerisch einen Grundumsatz von 3280 kcal, aber niemals 7000 kcal. Wie kommst Du auf diese Zahl?

Übrigens, wenn Du nackt im Zimmer auf dem Sofa liegst, ist die Wärmeabstrahlung weit geringer als im Freien. Stell Dich mal bei 20°C draußen auf den Rasen und das auch noch nachts. Ich garantiere Dir, dass Du das nicht lange aushältst.


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Sa Dez 30, 2017 2:15 pm 
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Beiträge: 9
GvC hat geschrieben:
Nur um mal bei den Zahlen zu bleiben. Ein von Dir errechneter Grundumsatz von 158,73 W ergibt, egal ob dieser Wert realistisch ist oder nicht, rein rechnerisch einen Grundumsatz von 3280 kcal, aber niemals 7000 kcal. Wie kommst Du auf diese Zahl?


46% entsprechen etwa 158 W, also etwa 3280 kcal Energie für einen Tag
100% entsprechen etwa 343 W, also etwa 7125 kcal Energie für eine Tag

RaphaelS hat geschrieben:
Übrigens, wenn Du nackt im Zimmer auf dem Sofa liegst, ist die Wärmeabstrahlung weit geringer als im Freien. Stell Dich mal bei 20°C draußen auf den Rasen und das auch noch nachts. Ich garantiere Dir, dass Du das nicht lange aushältst.


Das hat nichts mit dem Problem zutun! Wenn man mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz rechnet, kommt halt diese große Diskrepanz raus.
Folglich muss es eine weiter unbekannte Energiequelle geben, wodurch der Mensch Energie erhält, als nur durch die Nahrung


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Sa Dez 30, 2017 3:44 pm 
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Beiträge: 1723
RaphaelS hat geschrieben:
Folglich muss es eine weiter unbekannte Energiequelle geben, wodurch der Mensch Energie erhält, als nur durch die Nahrung


Da gibt es keine. Aber die Kleidung und die Sonne verhindern bzw. reduzieren deutlich die Abstrahlung.


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 Betreff des Beitrags: Re: Energiebedarf Mensch
BeitragVerfasst: Sa Dez 30, 2017 3:57 pm 
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Gvc du solltest dich intensiver mit dem Problem beschäftigen, denn deine Argumentationen haben keinen Zusammenhang mit dem Problem.


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