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Titolo: Termodinamica e uomo

Considerando l'uomo come una macchina termica reversibile è possibile
dire che il suo rendimento è 1-(T1/T2), dove T1 è la temperatura
dell'ambiente (273+20=293K) e T2 è la temperatura del corpo umano
(273+36=309K) ? Perchè si o perchè no?

 wrote in message
394E5EE9...@libero.it...



Attenzione! L'uomo, anche a volerlo vedere come macchina termica,
produce il calore necessario alla propria termoregolazione tramite
reazioni chimiche, che NON sono reversibili!
Inoltre, mi proponi il rendimento di Carnot, ma l'uomo non è una
macchina di Carnot (isoterme? adiabatiche?.... e dove sono?)
Ciao
Pablo (FI-TO)

...


Piuttosto, qualcuno sa quale sia il rendimento termico reale della macchina
uomo?
Ho sempre avuto questa curiosità: prendiamo una salita in montagna, un vaio
che da 1500 metri ti porta ai 2500 metri della vetta, il lavoro minimo
necessario per arrivare in cima, trascurando gli attriti..., è
E=mg(z2-z1)=65Kg(con lo zaino)*9.81*(2500-1500)=637650 J=152 Kcal.
Ma se il rendimento del corpo umano fosse 0.2 allora l'energia che avrei
usato sarebbe di 761 Kcal...
Allora, mi sapete dire sto rendimento? :-)
Tommy

 Allora, mi sapete dire sto rendimento? :-)
Come ordine di grandezza circa 0.3, dipendente da tanti fattori.
Franco

 394E5EE9...@libero.it...


 uomo?
[CUT]

SEcondo me no perchè il rendimento che hai scritto tu sarebbe quello di una
macchina termica che opera secondo un ciclo di Carnot . Questo presuppone
che le due sorgenti abbiano capacità termica infinita. Per quanto riguarda
l'ambiente posso essere con te ma sicuramente il corpo non ha questa
caratteristica.
Ciao....


 Franco
Perň', mi sembra buono!
Grazie.
--
Tommy
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Per scrivermi togli la sicura!

Grazie.
Scusate, ho postato la mia risposta solo in it.discussioni.ingegneria.
ve la allego qui sotto.
La tua passeggiata da quota 1500 a quota 2500 NON è come attaccare un
peso a una carrucola dal rendimento meccanico X, e tirarlo su per 1000
m!!!!!
Basti pensare che gli uomini CONSUMANO energia anche camminando in
pianura! (In verità consumano anche dormendo, però potremmo sempre
considerare a parte il contributo dell'attività fisiologica di base, e
concentrare la nostra attenzione solo sul problema locomozione).
Dove sta l'inghippo? Partiamo dall'inizio.
Tu hai chiesto il rendimento termico della macchina uomo: ma la
macchina uomo NON è una macchina termica! Semmai è una macchina
chimica, che deve essere TERMOREGOLATA! In altre parole, l'uomo non
trae la propria energia da trasformazioni termodinamiche, al contrario
ottiene calore come risultato di reazioni chimiche, calore che a sua
volta garantisce la possibilità di realizzare queste stesse reazioni
chimiche.
Quindi, parlare di rendimento termico mi sembra fuori luogo.
Potremmo però cercare il rendimento "globale" nel caso della
passeggiata in montagna, in tal caso occorre sapere quanta energia si
spende, e quanta se ne è utilmente impiegata.
L'energia muscolare è energia chimica, ottenuta dalla scomposizione
degli zuccheri per ottenere molecole di ATP (Adenosin tri fosfato) e
altri composti organici nel processo detto di Glicolisi. Se c'è un
biologo su questo NG, ci può illuminare su questo aspetto. Posso però
dire con una certa sicurezza che in questo processo circa il 40% dell'
"energia" disponibile nel glucosio viene realmente trasformata in
energia disponibile (molecole di ATP). Questo però è l'unico dato
quantitativo che ho in mio possesso. A questo punto occorre:
1) convertire l'energia dei legami fosforo dell'ATP in energia
muscolare, e questo processo avrà un suo rendimento
2) per ognuno dei muscoli che prendono parte alla locomozione umana,
andare a vedere quanta energia devono spendere per poter garantire la
locomozione. Notare che molti muscoli azionano le articolazioni
secondo meccanismi tipo "leva", ma non è detto che siano tutte leve
vantaggiose. Comunque, a me sembra che questo calcolo vada fatto
separatamente per ognuno dei muscoli coinvolti, e alla fine fare il
vero bilancio di energia.
Poi potremmo domandarci se abbiamo fatto bene o no a separare la
semplice locomozione dall'attività fisiologica di base....
probabilmente no, e occorrerà aggiungere il contributo energetico
anche per questi aspetti (respirazione, battito cardiaco, attività
cerebrale.....) E direi che siamo ancora a un buon livello di
semplificazione.....
 
Pablo (FI-TO)

 chimiche.
Mi sembra un'ottima considerazione.
Ciao
--
Tommy
_______________________
Per scrivermi togli la sicura.

 Mi sembra un'ottima considerazione.
Ciò non toglie che si possa parlare di rendimento dell'uomo, anche se
sarebbe appunto più appropriato parlare di rendimento exergetico anzichè
termico.
Più che altro mi sembra molto complesso ideare un esperimento in cui si
misura il consumo di calorie ed il lavoro prodotto collegati all'esecuzione
di varie attività.
Non solo esiste una soglia minima per la sopravvivenza dell'individuo, ma mi
sembra lecito supporre che il rendimento dipenda anche dal tipo di attività
svolta. Mi chiedo poi come misurare il lavoro di attività non banali come
sollevare un peso. Ad es. quanto lavoro si compie per masticare, respirare,
studiare, etc?
Ed anche volendo restringere il campo ad attività muscolari, credo si debba
entrare nel meccanismo di funzionamento dei muscoli per cercare di capire
quale e quanto lavoro viene speso. Ad es, la fisica ci dice che se lo
spostamento è ortogonale alla forza, il lavoro è nullo. Basta farsi
appioppare le buste della spesa della mamma per scoprire che non è proprio
così... ;-)
Tuttavia ricordo di avere visto in vari manuali di ergonomia tabelle con il
consumo calorico medio dovuto a certe attività. Qualcuno ha idea di come
vengano ricavate?
/Andrea

Alcune informazioni le trovi qui:
http://www.kurtis.it/news2i.htm
Miao