为了吃掉碗中最后一粒米所消耗的能量和这粒米所能提供的能量哪个多?
谢邀。
主要看你用什么姿势,吃掉这一粒米饭了。
先来看看一粒米所具有的热量:
由于上表易得,人体摄入100g大米产生的总热量为339.29kcal。
计算过程如下:
100g大米,含有72.4g碳水,13g蛋白质,0.9g脂肪。
人体对以上三大营养物质吸收效率分别为:98%(碳水)、92%(蛋白质)、95%(脂肪)。
那么,人摄入100g大米时,分别吸收:
70.95g碳水,11.96g蛋白质,0.85g脂肪
1g碳水含有能量4kcal,1g蛋白质含有能量4kcal,1g脂肪含有能量9kcal。
那么100g大米,相当于为人体提供能量:
4×70.95+11.96×4+0.85×9=339.29kcal
小的大米,例如一些南方大米,一粒约0.02g,人体摄入后,吸收热量为0.068kcal。
不过大的大米,例如一些东北大米,一粒可高达0.08g,人体摄入后,吸收热量为0.27kcal。
1kcal=4185.85J
也即:
1粒南方大米供能284.64 J
1粒东北大米供能1130.18 J
那么吃最后一粒米,需要消耗多大的热量呢?
这是人体在不同状态下的新陈代谢率。
人体功率=新陈代谢率×皮肤面积。
皮肤表面积可由许文生氏公式得到,也即: 体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529。
考虑到不同高矮胖瘦,中国人表面积约为1.5~2m^2,取个1.75m^2的均值。
当你吃完饭已经处于躺平状态时:
人体新陈代谢率已经降低到47W/m^2时。
妈妈怒吼一声,最后一粒给我吃掉!
你一个激灵,以百米冲刺的速度去飞速生吞了这一粒米,新陈代谢率爆表(嗯,字面意思上的爆表,上表中其实没有短跑时的新陈代谢率,会比摔跤更高),预估达到了600W/m^2。
包括吃掉米饭,整个过程你用时5秒,消耗能量:
5×600×1.75=5250 J
5250>1130.18>284.64,可知题主从躺平状态下冲去吞掉米饭,这1粒米的能量是不值得的。
如果题主刚好吃了饭,已经处于静坐状态时:
功率57W/m^2,妈妈让吃掉最后一粒米。
人体从静止状态变成活动状态,总能量消耗,不能用单纯前臂和手的势能变化来算。
因为人体从静止状态到吃饭,调用的可不仅仅是胳膊上的肌肉,涉及到胸、腹、腰、大臂、前臂、手等一系列的肌肉。肌肉所做的额外机械功,也远远大于前臂和手的势能变化大。更何况,放下胳膊时,胳膊势能是减少了,但为了对抗重力,人体还要继续做功。
所以,要探讨人体做功,需要考虑整体的状态。
人静立的时候新陈代谢率65~70W/m^2,而烤面包的时候为81~116W/m^2。
可以看出,当人体从静止状态到一般的活动状态,新陈代谢率增加幅度大致范围为:15%~70%。
这里可以理解为,人体动作激烈强度不同,新陈代谢率增加幅度不同。
当题主无比小心翼翼地吃掉这一粒米饭时:
新陈代谢率额外增加15%,也即增加了57×15%=8.55 W/m^2
用秒表看了下,稍微咀嚼一下,一般1粒米需要吃6s左右,那么额外消耗能量为:
6×8.55×1.75=89.78 J
89.78<284.64<1130.18
可知,当题主小心翼翼吃掉这一粒米饭时,额外消耗的能量,无论南方大米还是东北大米都值得消耗的。
如果考虑总新陈代谢率,消耗能量为:
65.55×8.55×1.75=980.79 J
284.64<980.79<1130.18
可知,当考虑总新陈代谢率时,东北大米是值得的,而南方大米不值得。
当题主表达强烈不满,怒目金刚地吃掉这一粒米饭,并故意多嚼了3秒时。
新陈代谢率额增加70%,也即增加了57×70%=39.9 W/m^2
可得,额外消耗热量:
9×39.9×1.75=628.43 J
284.64<628.43<1130.18
由此可知,此时南方大米绷不住了,东北大米还能刚。
考虑总新陈代谢率,消耗能量为:
9×96.9×1.75=1526.18 J
1526.18>1130.18>284.64
由此可见,无论吃什么米都吃亏。
当你处于躺平状态,你成功说动妈妈喂你吃掉最后一颗饭。
如果你用3秒生吞,新陈代谢率47 W/m^2,生吞时仅仅只有一点点额外功耗,预估可低至人体3%,也即1.41W/m^2。
那么额外功率为:3×1.41×1.75=7.4 J
这个能量远远小于284.64 J,可知无论东北大米还是南方大米都相当值得。
考虑总新陈代谢率,消耗能量为:
3×48.41×1.75=254.15 J,
这个能量依旧小于284.64 J,那么东北大米和南方大米还是值得的。
最后,我们可以得出这样的一个结论:
当你吃饭还剩下最后一粒的时候,如果妈妈让你吃掉,你越和妈妈硬刚越吃亏。你越是心平气和地吃掉,越值得。记住,吃东北大米的时候,你可能赚得更多。
当然,最值的策略,还是主动说服妈妈,让她来喂你这一粒米。
不过,你也得注意风险,如果被她打一顿,可能就亏大了。
毕竟,打你10分钟,你处于激烈逃跑/对抗状态,哪怕按照200W额外功率来算,你都得额外消耗120000J的能量,吃100颗东北大米都补不回来。
切记切记,听妈妈的话。