कैलोरी और कैलोरीमीटर बम

1) ऊष्मागतिकी का पहला नियम: ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है।
2) ऊर्जा के कितने रूप हैं? कई: बिजली, दीप्तिमान, यांत्रिक ...इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, विशेष रूप से, हमें रासायनिक और तापीय ऊर्जा पर सबसे ऊपर ध्यान देना चाहिए।
3) चूंकि इसके कई रूप परस्पर परिवर्तनीय हैं (बिंदु 1 देखें), ऊर्जा एक एकल ऊर्जा इकाई द्वारा अधिक आसानी से व्यक्त की जाती है। हालांकि ऊर्जा की कई इकाइयाँ हैं, जीव विज्ञान में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है किलोकलरीज (केकेसी) और किलोजूल (केजे) इसलिए जब हम कैलोरी के बारे में बात करते हैं तो हम ऊर्जा के बारे में बात कर रहे हैं, जरूरी नहीं कि तापीय ऊर्जा !!
४) मानव शरीर एक ऊष्मा इंजन है, क्या यह ऊर्जा पैदा करने के लिए हीटर की तरह पोषक तत्वों को जलाता है? बिलकूल नही; मानव शरीर एटीपी के संश्लेषण के माध्यम से आवश्यकतानुसार तेजी से उपलब्ध संभावित रासायनिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए पोषक तत्वों (संभावित रासायनिक ऊर्जा) का उपयोग करता है। इस श्रमसाध्य प्रक्रिया के दौरान, ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा (लगभग 60%) अनिवार्य रूप से गर्मी के रूप में खो जाता है।
5) एटीपी संभावित रासायनिक ऊर्जा वाला एक अणु क्यों है?क्योंकि रासायनिक रूप से अस्थिर, एक चट्टान के किनारे पर एक पत्थर की तरह: "बस एक धक्का" और यह बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करता है (यह विचार करना है)। जाहिर है कि सभी एटीपी तुरंत उत्पादित और उपयोग नहीं किए जाते हैं, लेकिन संश्लेषण और उपयोग की गति चयापचय मांगों पर निर्भर करती है।
6) इसलिए, संभावित रासायनिक ऊर्जा (पोषक तत्वों) के स्रोत से शुरू होकर, शरीर संभावित रासायनिक ऊर्जा (एटीपी) प्राप्त करता है, बदले में रासायनिक ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है (आवश्यक, उदाहरण के लिए, एंजाइमों की गतिविधि के लिए जो विभिन्न सेलुलर प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं) ), कैनेटीक्स (क्योंकि मानव शरीर चलता है) आदि। ऊर्जा का एक हिस्सा गर्मी के रूप में "खो" जाता है (उद्धरण चिह्न, क्योंकि यह गर्मी जीव के जीवन के लिए आवश्यक है, जैसा कि ठंड से पता चलता है, जिसके दौरान तापीय ऊर्जा विकसित करने के लिए कोई स्वेच्छा से रासायनिक ऊर्जा का उपभोग करता है; रासायनिक और एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं, वास्तव में, तापमान के प्रति बेहद संवेदनशील होती हैं)। आवश्यकता पड़ने पर, मानव शरीर में ऊर्जा की महत्वपूर्ण मात्रा को संग्रहीत करने, नए पोषक तत्वों को संश्लेषित करने और उन्हें एक रिजर्व (ग्लाइकोजन और रिजर्व ट्राइग्लिसराइड्स) के रूप में जमा करने की क्षमता भी होती है। सभी जीवन प्रक्रियाएं ऊर्जा परिवर्तन से संबंधित हैं!
७) जब मानव शरीर स्वस्थ है, तो यह एक मशीन है जो पूर्णता की सीमा में है। इसलिए हमें उम्मीद करनी चाहिए कि गर्मी के रूप में "खोई" ऊर्जा की मात्रा जारी रासायनिक ऊर्जा की मात्रा के समानुपाती होती है। जो कहा गया है, उसके लिए मानव शरीर द्वारा उत्पादित गर्मी उसकी चयापचय गतिविधि को दर्शाती है: यदि हम बहुत अधिक दौड़ते हैं, तो ऊर्जा का उत्पादन बढ़ जाता है, फलस्वरूप उत्पन्न गर्मी और जिस गति से इसे समाप्त किया जाता है, वह भी बढ़ जाता है (आंतरिक तापमान, जैसा कि उल्लेख किया गया है, लगभग स्थिर रहना चाहिए)।
8) इस कर्तव्य के बाद
9) किसी जीव की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए आवश्यक भोजन की आवश्यकता का आकलन करने के लिए, एक तरफ भोजन में निहित रासायनिक ऊर्जा की मात्रा और दूसरी ओर जीव द्वारा उपभोग की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करना आवश्यक है। इसकी गतिविधियों।
10) पामिटिक एसिड (एक फैटी एसिड) के विवो में पूर्ण ऑक्सीकरण से CO2 और H2O तक, ATP के कुल 131 अणु उत्पन्न होते हैं; फैटी एसिड की सक्रियता पर कुछ अणु खर्च किए जाते हैं। अंत में, पामिटिक एसिड के एक मोल (256 ग्राम) के बीटा ऑक्सीकरण से, एटीपी के 129 मोल, एक निश्चित मात्रा में CO2 और एक निश्चित मात्रा में पानी प्राप्त होता है।
११) यदि हम कैलोरीमीट्रिक बम में एक ग्राम वसा जलाते हैं, तो दहन के लिए ऑक्सीजन की खपत की आवश्यकता होती है और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन होता है (जैसा कि जीव में होता है)। यह इस प्रकार है कि मानव शरीर को उतनी ही मात्रा में पामिटिक एसिड प्राप्त होता है "दहन द्वारा जारी की गई ऊर्जा, निश्चित रूप से गर्मी के रूप में नहीं, लेकिन प्राप्त ऊर्जा की मात्रा भी गर्मी के रूप में फैली हुई मात्रा को ध्यान में रखते हुए हमेशा समान होती है (बिंदु एक याद रखें?!)। विशेष रूप से, 9.45 किलो कैलोरी। इस दर पर, हालांकि, वसा के पाचन और चयापचय के लिए खोई हुई कैलोरी को घटाना आवश्यक है। इस कारण से, लिपिड के लिए 9 किलो कैलोरी प्रति ग्राम की ऊर्जा का सेवन अनुमानित है, जो दहन द्वारा विकसित की तुलना में थोड़ा कम है। यदि हम मानते हैं कि एटीपी का एक मोल 7.3 KCal विकसित करता है, तो 256 ग्राम पामिटिक एसिड से हमें "लगभग 941.7 KCal की संभावित रासायनिक ऊर्जा प्राप्त होती है, इसलिए लगभग 60%" संभावित ऊर्जा "खो" जाती है जो बड़े पैमाने पर गर्मी के रूप में होती है और फैटी एसिड के पाचन और चयापचय के लिए एक छोटी सी मात्रा।
१२) स्थापित किया कि मानव जीव भोजन से उतनी ही ऊर्जा प्राप्त करता है जितना कि कैलोरीमीटर बम में जलाने पर विकसित होता है (प्रोटीन के लिए, वास्तव में, चर्चा अधिक जटिल है, लेकिन यह इसके बारे में बात करने की जगह नहीं है) - अल उन्हें पचाने और चयापचय करने के लिए खोई गई ऊर्जा की मात्रा का शुद्ध - जीव की दैनिक ऊर्जा खपत को कैसे स्थापित किया जाए, इसका सवाल खुला रहता है। ऐसा करने के लिए, अलग-अलग तकनीकें हैं, जैसे कि प्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री (उपयुक्त रूप से सुसज्जित कमरे में रखे गए विषय के गर्मी फैलाव के माप से शुरू होने वाले ऊर्जा व्यय का मूल्यांकन) और अप्रत्यक्ष (ऊर्जा व्यय का मूल्यांकन विभिन्नताओं के माप के माध्यम से) "श्वसन गैसों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता)


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