Heute: Energieverbrauch und -aufnahme Physik Thema: Energie Heute: Energieverbrauch und -aufnahme Klasse 9/10

Ablauf Ziel der Stunde: Ich kann mithilfe meines „Energieprotokolls“ den gesamten Energiebedarf für einen Tag berechnen Ich kann mithilfe meines „Energieprotokolls“ die durch Nahrung aufgenommenen Energie eines Tages berechnen Ich kann eine persönliche Energiebilanz ziehen – Habe ich an dem von mir untersuchten Tag zu- oder abgenommen? Wiederholung: Energie in Lebensmitteln – Wofür gibt es diese Angabe? Erarbeitung: Wie man ohne endlose Tabellen Energiebedarfe berechnen kann – Grundumsatz und Aktivitätsfaktoren Anwendung: Berechnung deines persönlichen Energiebedarfs & Berechnung der von dir aufgenommenen Energiemenge Sicherung: Besprechung der Ergebnisse und Ausblick

Wiederholung Energie – Warum steht auf Lebensmitteln immer eine kJ-Angabe? Erläutere diese Angabe!

Erarbeitung Grundumsatz und Aktivitätsfaktoren Jeder Mensch hat einen festen Grundumsatz Dieser steht für die Energiemenge, welche der Körper in völliger Ruhe und nüchtern zur Aufrechterhaltung seiner Funktionen benötigt Man berechnet ihn mithilfe der so genannten Harris-Benedict-Formel: Männer: GU = 66 + (13.7 * Gewicht in kg) + (5 * Größe in cm) - (6.8 * Alter in Jahren) Frauen: GU = 655 + (9.6 * Gewicht in kg) + (1.8 * Größe in cm) - (4.7 * Alter in Jahren)

Erarbeitung Grundumsatz und Aktivitätsfaktoren Bestimme deinen Grundumsatz mit dem Taschenrechner! Männer: GU = 66 + (13.7 * Gewicht in kg) + (5 * Größe in cm) - (6.8 * Alter in Jahren) * 4,1868 Frauen: GU = 655 + (9.6 * Gewicht in kg) + (1.8 * Größe in cm) - (4.7 * Alter in Jahren) * 4,1868

Erarbeitung Energiebedarf und –verbrauch beim Menschen Aufgabe: 3 4 5 Bestimme deinen Grundumsatz mithilfe des AB “Energiebilanz erstellen“ 3 4 5 2 1 7 6

Sicherung Wie hoch sind eure Grundumsätze?

Erarbeitung II Grundumsatz = Energiebedarf beim Schlafen……..Aber ich schlafe ja nicht den ganzen Tag?! Natürlich kann man den Grundumsatz nur als ersten groben Richtwert nutzen Er bezieht sich auf den persönlichen Energiebedarf bei völliger Ruhe (also beim Schlafen) Wenn der Körper jedoch in Aktivität versetzt wird, ändert sich logischerweise auch der Energiebedarf Für jede Tätigkeit gibt es dann einen Faktor, mit dem der Grundumsatz multipliziert werden kann

Erarbeitung II Grundumsatz = Energiebedarf beim Schlafen……..Aber ich schlafe ja nicht den ganzen Tag?! Beispiel: Der Grundumsatz beträgt 6000 kJ Eine Tätigkeit wird ausgeführt, die doppelt so viel Energie vom Körper benötigt wie die des Grundumsatzes  12000 kJ Diese Tätigkeit hätte dann den Faktor 2 (doppelt so hoher Energiebedarf wie beim Grundumsatz)

Erarbeitung II Für jede einzelne Tätigkeit müsste man also den richtigen Faktor herausfinden und somit den Energiebedarf berechnen Zum Glück lassen sich Aktivitäten in Gruppen einteilen Tätigkeitsprofil Beispiele Faktor Grundumsatz Schlafen 1.0 Nur sitzend und liegend Alte und gebrechliche Menschen 1.2 Fast ausschließlich sitzend, wenig sportliche Aktivitäten Büroarbeit, Sekretärinnen 1.4-1.5 Überwiegend sitzend, zusätzliche stehende, gehende Tätigkeiten Studenten, Laboranten, Kraftfahrer 1.6-1.7 Überwiegend stehend/gehend Verkäuferinnen, Kellner, Handwerker, Hausfrauen 1.8-1.9 Körperlich anstrengende Tätigkeit Bergleute, Landwirte, Waldarbeiter, Sportler 2.0-2.4

Erarbeitung II Alle Faktoren werden für jede Stunde angesetzt. Berechnungsbeispiel: Sie wiegen 60 kg und sind eine Frau. Ihr Grundumsatz beträgt dann 3.8 kJ/kg x 60 kg = 228 kJ. Sie betreiben 1 Stunde Sport pro Tag: Faktor 2.2 x 1 Stunde x 228 kJ (Grundumsatz) = 502 kJ Sie arbeiten 8 Stunden als Verkäuferin: Faktor 1.85 x 228 kJ (Grundumsatz) x 8 Stunden = 3374 kJ 7 Stunden entfallen auf sitzende Tätigkeiten (z.B. Fernsehen): Faktor 1.45 x 228 kJ (Grundumsatz) x 7 Stunden = 2314 kJ Die restlichen 8 Stunden entfallen auf den Schlaf: Faktor 1.0 x 228 kJ (Grundumsatz) x 8 Stunden = 1824 kJ Quelle: https://www.bernd-leitenberger.de/energieumsatz.shtml

Erarbeitung Energiebedarf und –verbrauch beim Menschen Aufgabe: 4 5 10 Lies den Infotext vom AB „Energiebilanz erstellen“ Berechne mithilfe des Beispiels die Aufgaben 4 5 10 3 1 2 7 6 9 8

Sicherung 1) Eine Frau hat einen Grundumsatz von 250 kJ pro Stunde. Sie arbeitet für acht Stunden im Büro am Schreibtisch. 2) Ein Mann hat einen Grundumsatz von 400 kJ pro Stunde. Er arbeitet als Schornsteinfeger in einer sechsstündigen Schicht.

Sicherung 3) Ein älterer Mann hat einen Grundumsatz von 200 kJ pro Stunde. Er sitzt vier Stunden auf seiner Terrasse und liest. 4) Ein kleines Mädchen hat einen Grundumsatz von 220 kJ pro Stunde. Es spielt zwei Stunden lang Federball im Garten.

Sicherung 5) Beurteile, inwiefern das Ergebnis der vierten Aufgabe zweifelhaft ist.

Hausaufgabe Dein Energieprotokoll Hausaufgabe: Statt eines Protokolls kannst du dein Energieprotokoll beenden! Berechne hierzu die einzelnen Energiebedarfe, schaue im Internet nach den Energiemengen der einzelnen Lebensmittel nach (in kJ!) und gib an, wie weit dein Energiebedarf an diesem Tag von der zu dir genommenen Menge Energie entfernt war