Научно-практическая работа

Тема «Особенности человека,как тепловой машины или энергетическая ценность пищевых продуктов»

Автор работы : Бармаков Вадим

Учитель: Канчурина М.Ф.

2007 год

Автор работы :

ученик 9 класса МОУ СОШ д.Яныбаево Бармаков Вадим

Приэер заочной физико-математической олимпиады»Авангард» 2006 года

призер районной олимпиады по физике 2007 года

Научный руководитель : учитель физики иматематики Канчурина М.Ф.

Введение

Жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии. Источниками энергии являются различные виды топлива,энергии ветра,

солнечная энергия, энергия приливов и отливов, атомная энергия.

Поэтому существует различные типы машин, которые реализуют в своей работе

превращение одного вида энергии в другой

электрические двигатели преобразует электрическую энергию в

механическую, генераторы преобразует механическую в электрическую.

Тепловые машины преобразует внутреннюю энергию в механическую.

Внутренняя энергия тепловых машин образуется за счет энергии топлива.

К ним относятся: паровая и газовая турбина, двигатель внутреннего сгорания, дизель, паровая машина, реактивный двигатель.

Разнообразие видов тепловых машин указывает лишь на различии в конструкции

и принципах преобразование энергии. Общим для всех тепловых машин являются то, что они изначально увеличивают свою внутреннюю энергию за счет

сгорания топлива с последующим преобразованием внутренней энергии в

механическую.

А теперь посмотрим на человека. В нашем организме непрерывно производится работа. Она не прекращается и во время глубокого сна. Огромную работу совершает нервная система и ее высший отдел — кора больших полушарий головного мозга, работает сердце, почки, легкие, переваривает пищу желудочно-кишечный тракт. Человек ходит , совершает работу ,затрачивают энергию

Топливом для человека является пищевые продукты,которые состоят в основном из атомов углерода ,кислорода и водорода: они медленно окисляются в организме человека.

Значит , живой организм -своеобразная тепловая машина,в которой протекает химическая реакция , окисление с выделением тепла Процесс,при котором химическая энергия ,заключенная в пище,превращается в теплоту или затрачивается на работу мышц, в сущности то же,что и горение

Значит , человек - и есть тепловая машина. Каковы особенности этого человека- машины. В своей работе я пытался ответить на эти и другие вопросы.

Основное топливо для нашей машины-это пища. Значит для нормальной работы машины нужно нормальное топливо. От этого при моем исследовании главным будет вопрос о калорийности нашего питания.

Для различных групп необходимо различное количество теплоты и энергии (Антропова М.В. «Основы личной гигиены учащихся») Для возрастной группы 14-17 лет (юноши) ( я сам отношусь к этой группе)теплота сгорания суточного рациона должна составлять 3150ккал,а для девушек 2750 ккал.. высококалорийные питания ( не менее 4000-5000 калорий необходимо школьникам - спортсменам, в связи с большими затратами. В теплом климате калорийность суточного рациона детей должна быть меньшей , чем в северных районах ,где потери тепла больше.

Калорийность общесуточного пайка должна распределяться следующим образом;

завтрак- 15%

первый завтрак-10%

обед-50%

ужин-25%

Если все это перевести в калории ,то для ученика 12-13-лет получится:

завтрак-472ккал

второй завтрак-315ккал

обед-1575ккал

ужин-770ккал

А теперь посмотрим соответствует ли нормам калорийность второго завтрака в Яныбаевской средней школе

вот это на сентябрь

В целом учащиеся нашей школы получают калорийную пищу соответствующее норме. Из этого можно сделать вывод,что наша машина получает во время второго приема топливо соответствующее норме. Но ведь есть и вторая группа,которая получает другое топливо или пищу. Это дети из многодетных семей. Вот примерно меню на 3 дня.

Исследовав калорийность второго завтрака многодетных детей, установили,что оно превышает норму 2,5-4 раза. Значит,режим питания у этих детей меняется, то есть не соответствует

норме

после этого я провел опрос у родителей,интересовался с режимом питания . Фактически второй завтрак для них является обедом, но до ужина они принимают различные высококалорийные продукты .как ,шоколад,печенье,хлеб.

Организм насыщенный этими продуктами не готов усваивать нормальный ужин., значит у этой машины перегрузка топлива.

Также я провел опрос среди своих одноклассников,интересовался с их меню на день. Вот примерное меню моего одноклассника или топливо поступающее в его организм

После этого можно сделать вывод,что мы или конкретнее я недополучаю энергию утром и в обед

. но этот недостаток энергии я восполняю применением высококалорийных .сухих продуктов -мучных и шоколадных изделий,тем самым нагружая свой организм очень большим количеством трудноусваиваемых продуктов.

Но ведь есть и другие факторы ,которые как бы не было больно и горько сознавать являются элементами питания людей-это алкоголь и курение. При применении этого топлива образуются вредные ядовитые вещества,которые способны разрушить всю конструкцию нашей машины. Наша машина получила чрезмерное количество топлива. А куда расходуются эта энергия. Цитологические исследования раскрыли сущность потребности в движении организма человека на клеточном уровне;в развивающемся организме клетки запасают энергии больше,чем тратят. Для того чтобы освободиться от излишков энергии,необходима двигательная активность мышц-основной фактор,вызывающий и определяющий рост и развитие организма. В настоящее время двигательный режим большинства учащихся в основном органичен поездкой на транспорте,подъемом на лифте,занятиями физкультурой в школе [редко-дома],непродолжительными прогулками на улице. В результате большую часть суток подростки ведут малоподвижный образ жизни,выполняя уроки или просматривая телепередачи. Расход калории на эти занятия очень минимальный. При работе над этой темой,я изучил много литературы. Вопросы превращения энергии в работу волновали людей многих профессий;и врачей,и физиков,и промышленников. Судовой врач,ученый,физик

Роберт Майер одним из первых показал,что в процессах превращения теплового движения в механическое должно существовать определенное количественное соотношение;во всех случаях затраты определенного количества теплоты должны давать вполне определенный механический эффект,аналогично при обратном переходе. Наша машина получила определенное количество топлива. А каков механический эффект от этого? Каждая машина,каждый двигатель характеризует особой величиной,показывающей насколько эффективно используется подводимая к ней энергия. Это- кпд[коэффициент полезного действия]. Коэффициент полезного действия называется величина,равная отношению полезной энергии ко всей подводимой энергии. Кпд =[q полезное:q подводимое]100% В нашем случае учеба в возрасте от 11 до 15 лет занимает 12,3 мдж энергии или 2940 ккал. В то же время мы получаем энергии 3132 ккал в день:во время завтрака,второго завтрака,обеда,ужина. Добавим этой энергии калории от сухих пайков. Каков кпд каждого человека? На этот вопрос должен ответить каждый человек. При покупке любой машины в магазине нам дают гарантийный талон,инструкции к применению. Именно при выполнении этих инструкций,правил нам дана гарантированная работа этой машины. А теперь посмотрим на человека-машину. Выполняем ли мы инструкцию к применению? Как долго она будет работать? Учеными-медиками установлено,что 3% заболеваний наследственно заложены,а 97 %заболеваний-это результат нашего образа жизни. В нашем случае можно сказать,что 3% машин имеют брак в своей конструкции. Эти и остальные машины требуют от нас точного выполнения инструкции к применению. Вот таковы особенности работы нашей машины-человека и таковы печальные факты. Мы не выполняем очень много требований,инструкции и отсюда можем сделать вывод,что наша машина не будет работать достаточно долго. Печальный факт остается фактом. Человек живет,чтобы есть или есть,чтобы жить. Давайте подумаем над этим. И опять вернемся к словам Роберта Майера: « В новейшее время потребность пище хотели возвести в принцип под названием «борьба за существование». Подобная борьба за существование,конечно,существует. Но не голод,не война,не ненависть поддерживает мир,его поддерживает любовь. Это тоже факт-еще одна особенность работы человека-машины.