Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 1 af 11 06/09 2013

.

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 2 af 11 06/09 2013

Indhold

Indledning/formål .............................................................................................................................................. 3

Hvordan måler vi?: ........................................................................................................................................ 3

Hvordan virker kassen? ............................................................................................................................. 3

Forventninger .................................................................................................................................................... 4

Eksempel af måleserie ....................................................................................................................................... 4

Forsøget: ............................................................................................................................................................ 4

Beregning af energiomsætning ...................................................................................................................... 4

Svedekasse ................................................................................................................................................. 7

Efterbehandling ............................................................................................................................................... 10

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 3 af 11 06/09 2013

Indledning/formål

Vi ville finde ud af en persons hvileenergistofskifte ved at placere personen i en svedekasse. Det

ville vi gøre for at finde ud af hvor meget af vores energi, vi omsætter til varmeenergi for f. eks at

holde vores indre organer i live1.

Hvordan måler vi?:

Vi startede med at måle temperaturen inde i kassen med et elektronisk termometer, for at finde en

starttemperatur. Derefter lod vi en 60 W pære varme kassen op så vi kunne beregne Lampda(λ).Vi

satte derefter en person ind i kassen, som så varmede kassen op, på grund af den øgede omdannelse

af varmeenergi.

Hvordan virker kassen?

Kassen var 186 cm høj, 59cm lang og 65cm bred. Kassen var lavt af træ, og isoleret med 10cm

flamingo. Vi lavede et hul i kassen, hvor vi satte vores termometer ind. Da kassen var godt isoleret,

kunne varmen ikke slippe ud derfra, og derfor blev det varmere og varmere inde i kassen. Vi målte

temperaturen i kassen 1 gang i minuttet.

1 http://www.fys.dk/nfa/03/heftet/07.pdf

Jakob i svedekassen

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 4 af 11 06/09 2013

Forventninger

Vi forventede at det ville blive varmere i kassen, men på et tidspunkt ville den blive konstant. Som

man kan se på grafen. Personen i kassen efter lang tid ville falde ud på grund af øget mængde CO2

og manglende ilt og at person i kassen ville svede en del, på grund af de høje temperaturer, og

kassen ville begynde at lugte af sved.

Eksempel af måleserie

Forsøget:

Beregning af energiomsætning

Vi måler hinandens højde og vejer hinanden. Disse målinger skal bruges til beregning af

energiomsætning.

Navn: Højde Vægt Alder

Lucas 1,79 m 66 kg 16 år

Jakob 1,75 m 64 kg 16 år

Mette 1,88 m 74 kg 16 år

20

22

24

26

28

30

32

34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

Tid

Lasse

Lasse

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 5 af 11 06/09 2013

Der er flere formler:

1. Hvilestofskifte = m * 1,16 W/kg

Hvilestofskifte pr. døgn, (der er 86.400 sekunder på et døgn): m * 1,16 W/kg * 86.400

2. Energiomsætning pr. døgn, mænd:

(66,5 + (13,75 * m) + (5,003 * højde i cm) – 6,775) * alder)) * 4.186 J

Energiomsætning pr. døgn, kvinder:

(655,1 + (9,563 * m) + (1,850 * højde i cm) – (4,676 * alder)) * 4.186 J

3. 58 W * A (A er overflade areal, m2)

Overflade arealet kan beregnes på flere måder:

- A = 0,0072 * m0,425

* h0,725

(m er masse i kg) (h er højde i centimeter)

- Man kan også dele kroppen op i forskellige former (kasser og cylindere). Som på

tegningen:

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 6 af 11 06/09 2013

Navn: Formel 1. Formel 2. (Harris-Benedict formlen)

Lucas 66*1,16 W/kg = 76,52 *

86.400 = 6.614.784 J /

1000 = 6.614, 78 kJ

(66,5 + (13,75 * 66) + (5,003 * 179) – (6,775 * 16))

* 4.186 J = 7.372.119 J/1000 = 7.372 kJ

Mette 74 * 1,16 W/kg = 85,84 *

86.400 = 7.416.576 J/

1000 = 7.416,58 kJ

(655,1 + (9,563 * 74) + (1,850 * 188) – (4,676 * 16))

* 4.186 J = 6.847.232,756 J / 1000 = 6847,2 kJ

Jakob 64 *1,16 W/kg = 74,24 *

86.400 = 6.414.336 J/

1000 = 6.141,34 kJ

(66,5 + (13,75 * 64) + (5,003 * 175) – (6,775 * 16))

* 4.186 J = 7.173.234,25 J/1000 = 7.173 kJ

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 7 af 11 06/09 2013

Navn: Formel 3.

Lucas 0,0072 *660,425

* 1760,725

= 1,8 m2 * 58 = 105,21 W * 86.400 = 90909276 J

/1000 = 9090,28 kJ

Mette 0,0072 * 740,425

* 1880,725

= 2 m2 * 58 = 116 W * 86.400 = 10.022.400 J =

10.022,4 kJ

Jakob 0,0072 *640,425

* 1750,725

= 1,8 m2 * 58 = 103,42 W * 86.400 = 8.935.180 J

/1000 = 8935,18 kJ

Svedekasse

Vi placerer først en 60 W pære og placerer i en isoleret kasse. Vi måler temperaturen før pæren

tændes og når temperaturen er stabil.

Start/ ude temperatur: 23,1◦

Sluttemperatur/stabil temperatur: 32,5◦

Isoleringens tykkelse/vægtykkelse (L): 10 cm = 0,1 m

Indvendig areal (A): 1,86m * 0,59m = 1,1 m2

1,86 * 0,56 = 1,04

0,56 * 0,59 = 0,33

(1,1+1,04+0,33)*2 = 4,94 m2

Vi bruger formlen: P = λ*A/L * (tv-tk)

λ = P*A/L * T

tv er temperaturen inde i kassen i celsius.

tk er temperaturen udenfor kassen i celsius.

60 * 0,1/4,94 * 9,4 = 0,13

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 8 af 11 06/09 2013

Bagefter kommer der mennesker i kassen. Temperaturen bliver målt hvert minut, til den er stabil.

tid Lasse Anders Tobias Anja

0 24 26 25 26

1 27,1 29,1 28,4 28,2

2 29,5 29,9 29,9 30,1

3 30,7 30,3 30,5 30,8

4 31,1 30,5 30,9 31,5

5 31,5 30,5 31 31,6

6 31,6 30,6 31,2 32

7 31,6 30,7 31,4 32

8 31,8 30,8 31,5 32

9 32 30,8 31,5

10 32

11 32

12 32,1

13 32,3

14 32,3

15 32,5

16 32,6

17 32

18 32,5

19 32,5

22

24

26

28

30

32

34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Tem

per

atu

r i

cels

ius

Tid i minutter

Lasse

Anders

Tobias

Anja

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 9 af 11 06/09 2013

Lasse:

Tv: 24◦

Tk: 32,5◦

32,5 – 24 = 8,5

P = 0,13*4,94/0,1 * 8,5 = 54,59 W * 86.400 = 4.716.576 J/1000 = 4716 kJ

Anders:

Tv: 26◦

Tk: 30,8◦

30,8 - 26 = 4,8

P = 0,13 * 4,94/0,1* 4,8 = 30,83 W * 86.400 = 2.663.712 J/ 1000= 2663 kJ

Tobias:

Tv: 25◦

Tk: 31,5◦

31,5 – 25 = 6,5

P = 0,13 * 4,94/0,1 * 6,5 = 41,74 W * 86.400 = 3.606.336 J/1000 = 3606,34 kJ

Anja:

Tv: 26◦

Tk: 32◦

32 – 26 = 6

P = 0,13 * 4,94/0,1 * 6 = 38,53 W * 86.400 = 3.328.992 J/ 3328 kJ

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 10 af 11 06/09 2013

Efterbehandling Beregning af hvilestofskifte med formler

Navn: Metode 1 Metode 2 Metode 3

Lucas 6.614, 78 kJ 7.372 kJ 9090,28 kJ

Mette 7.416,58 kJ 6847,2 kJ 10.022,4 kJ

Jakob 6.141,34 kJ 7.173 kJ 8935,18 kJ

Vi kan konkludere, at de forskellige formler og metoder svinger meget i resultat, og man kan ikke

beregne de enkelte personers hvilestofskifte præcist. Forventningerne for grafen, med svedekassen,

passer godt sammen med resultatet, den stiger stødt, men retter sig stille ud, og stiger derefter

langsomt, indtil den er på en konstant temperatur.

Forventning

20

22

24

26

28

30

32

34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

Tid

Lasse

Lasse

Jakob Skovborg Sørensen Christian Dohrmann Mette Lunding Nielsen Lucas Paulsen

Side 11 af 11 06/09 2013

Målt

Beregning af hvilestofskifte med svedekasse

Navn: kJ brugt pr. døgn

Lasse 4716 kJ

Anders 2663 kJ

Tobias 3606,34 kJ

Anja 3328 kJ

Man kan også se, at personerne i kassen’s hvilestofskifte er betydeligt lavere end vores, som er

beregnet med formler. Personerne i kassen’s hvilestofskifte ville være højere, hvis de havde været i

kassen i længere, tid derfor er svedekassemetoden også upræcis. Lasse har, ifølge svedekasse

forsøget også et højere hvilestofskifte og han var i kassen i længst tid.

22

24

26

28

30

32

34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Tem

per

atu

r i

cels

ius

Tid i minutter

Svedekasse

Lasse

Anders

Tobias

Anja