Question

人們工作，學(xué)習(xí)和勞動(dòng)都需要能量，食物在人體內(nèi)經(jīng)消化可轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，同時(shí)產(chǎn)生能量，一個(gè)質(zhì)量為60kg的短跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)以1/6s的時(shí)間沖出1m，他在這一瞬間消耗體內(nèi)儲(chǔ)存的葡萄糖____g。

Answer 1

0.67
本題為物理和生物綜合的題，思路是用物理學(xué)知識(shí)計(jì)算出一個(gè)質(zhì)量為60kg的短跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)以1/6s的時(shí)間沖出1m所消耗的能量，這個(gè)能量應(yīng)等于該運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能，再用該動(dòng)量除以E，計(jì)算出需要消耗的葡萄糖的摩爾數(shù)，再換算葡萄糖的克數(shù)。
具體計(jì)算如下：
假設(shè)該運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)員以1/6s的時(shí)間沖出1m時(shí)的瞬時(shí)速度，依題義V₀=0m/s，t=1/6s，s=1m，依Vt=at、s=1/2at²，求得Vt=12m/s；此時(shí)該運(yùn)動(dòng)員所具有的動(dòng)能=1/2mVt²=1/2×60×12×12=4320J。
1摩爾葡萄糖完全氧化可放出2870kJ的能量，但這些能量中只有1161kJ的能量可轉(zhuǎn)化為ATP中的能量，而真正可以用來(lái)為生物體做功的能量只是儲(chǔ)存在ATP中的這些化學(xué)能（儲(chǔ)存在ATP中的能量又稱(chēng)為自由能），因此有下式：
消耗葡萄糖的摩爾數(shù)=4320J÷1161KJ/mol≈3.72×10^－3mol
消耗葡萄糖的克數(shù)=消耗葡萄糖的摩爾數(shù)×葡萄糖的摩爾質(zhì)量=4320J÷1161KJ/mol×180g/mol≈0.67g