9 Big Bang 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-13025-9) 29 23 Schweißperlen und Gänsehaut Mit Hilfe der Energie der Sonne machen Pflanzen aus Wasser und Kohlenstoffdioxid (CO2) Zucker und Sauerstoff (B 23.3 a). Diesen Vorgang nennt man Photosynthese. Die Pflanze verbindet die Zuckermoleküle teilweise zu längeren Molekülen, nämlich Stärke und Zellulose, aus denen ihr Baugerüst besteht (B 23.4). B 23.4 Pflanzen sind im Wesentlichen aus Wasser und Kohlenstoffdioxid „hergestellt“. Pflanzen sind für uns extrem wichtig: Sie nehmen das CO2 aus der Luft und verringern so den Treibhauseffekt (siehe Kap. 27.1, S. 64). Außerdem leben wir Menschen von dem Zucker und Sauerstoff, den die Pflanzen produziert haben. In deinem Körper läuft nämlich der Vorgang in die Gegenrichtung ab ( A 4 , B 23.3 b). Und dabei wird wieder die Energie freigesetzt, die ursprünglich von der Sonne kommt. Tiere fressen Pflanzen oder Tiere, die wiederum vorher Pflanzen gefressen haben. Und wir Menschen essen in der Regel Pflanzen und Tiere. Die Joule in deiner Nahrung lassen sich immer bis zur Sonne zurückverfolgen. Dein Körper wird also buchstäblich mit Sonnenenergie betrieben. Er kann Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen die Energie entziehen (T 23.1). Nährstoff Brennwert Beispiel Kohlenhydrate 17 kJ/g Traubenzucker, Kristallzucker, Milchzucker Fette 39 kJ/g Speisefette und -öle Eiweiße (Proteine) 17 kJ/g Eiweiß, Fleisch, Fisch T 23.1 Brennwerte (= chemische Energie oder auch Nährwert) der Nährstoffe: 1 kJ (Kilojoule) sind 1000 J (Joule). Was hat es mit der Bezeichnung Brennwert auf sich ( A 1 )? Das ist ein anderer Ausdruck für die chemische Energie der Nährstoffe (T 23.1). Diese wird in deinem Körper mit Hilfe von Sauerstoff freigesetzt. Dabei entsteht Wärmeenergie. Einen solchen Vorgang nennt man allgemein Verbrennung. Und deshalb nennt man die chemische Energie der Nährstoffe auch Brennwert. Um diesen zu ermitteln, werden Nahrungsmittel unter besonderen Bedingungen verbrannt (B 23.5) und die Temperaturerhöhung gemessen. Manche Lebensmittel wie Walnüsse ( A 2 ) oder Bitterschokolade kannst du sogar unter normalen Bedingungen verbrennen. Die chemische Energie der Nahrung wird in deinem Körper dazu verwendet, die Organe zu „betreiben“. Aber letzten Endes wird jedes Joule deiner Nahrung in Wärmeenergie umgewandelt und an die Umgebung abgegeben (B 23.1). Mit wie viel Watt wird dabei dein Körper geheizt? Überlegen wir für eine Person mit 50 kg. In Ruhe leistet der Körper 1 W/kg. Macht also 50 W Heizleistung. Auch die 10.000 kJ chemische Energie, die du jeden Tag zu dir nimmst, wird letztlich komplett in Wärmeenergie umgewandelt. Daraus lässt sich eine durchschnittliche Heizleistung von 10.000.000 J/86.400 s = 116 W abschätzen ( A 5 ). Wenn eine Person mit 50 kg einen Kilometer in 5 Minuten läuft, dann liegt die Heizleistung sogar bei 700 W (B 23.6). B 23.6 Heizleistungen einer Person mit 50 kg a) in Ruhe; b) im Schnitt über einen Tag; c) beim Laufen mit 5 min/km Thermometer Zünddrähte Rührer Wasser Nahrungsmittel reiner Sauersto B 23.5 Zur Ermittlung des Brennwerts werden die getrockneten Nahrungsmittel mit reinem Sauerstoff verbrannt. Im Körper läuft die Verbrennung anders ab, aber das Ergebnis ist dasselbe. 1 g Kohlenhydrate zum Beispiel liefert in beiden Fällen 17kJ Wärmeenergie. Kurz zusammengefasst Durch Photosynthese gelangt die Energie aus der Wärmestrahlung der Sonne zunächst in die Pflanzen und über viele Zwischenschritte durch die Nahrung in deinen Körper. Dort wird sie letztlich komplett in Wärmeenergie umgewandelt. Deine Heizleistung liegt irgendwo zwischen 50W in Ruhe und einigen Hundert Watt, wenn du gerade Bewegung machst. phybb4sb_13025_Buch.indb 29 10.11.2025 15:03:22 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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