किसी व्यक्ति को चूल्हे की आवश्यकता नहीं है। कैलोरी गिनने की आवश्यकता नहीं है। अथवा कैलोरी गिनने की आवश्यकता क्यों है। आपको कितनी ऊर्जा की आवश्यकता है

"एक व्यक्ति एक ओवन नहीं है" - कैलोरी गिनती की आवश्यकता नहीं है! ….या कैलोरी गिनती की आवश्यकता क्यों है?

उन लोगों के लिए जो दृढ़ता से मानते हैं कि मानव शरीर एक स्टोव नहीं है, कि इसमें कैलोरी "जली" नहीं जाती है, कि कैलोरी गिनना आवश्यक नहीं है, हानिकारक है, उपयोगी नहीं है, हम ओलेग टर्न द्वारा एक पोस्ट प्रकाशित करते हैं, जिसमें यह प्रश्न है कि ए व्यक्ति-स्टोव, और कैलोरी गिनना वजन कम करने का सबसे अच्छा तरीका क्यों है।

नवीनतम आंकड़ों को देखते हुए, कुछ बुनियादी चीजें, जिनके बिना पोषण के बारे में सोचना गणित के बारे में जानकारी के बिना एक अंतरिक्ष यान को डिजाइन करने के समान है, हर किसी के लिए स्पष्ट नहीं है। कुछ लोगों को इस पर गर्व भी है, हालाँकि मुझे ऐसा नहीं होगा। उन लोगों के लिए जो यह समझना चाहते हैं कि क्या जवाब दिया जाए जब कोई प्रसिद्ध और निस्वार्थ रूप से दावा करता है कि "एक व्यक्ति स्टोव नहीं है" पारंपरिक पॉलीलेटर।

अंक में: बेक वह स्कूल उन लोगों के लिए है जो अधिक सोते हैं - एक डबल चीज़बर्गर, कोकाकोला और एक छोटे आलू के साथ एक फायर शो - विज्ञान ने फिर से निरक्षरता और अज्ञानता को हरा दिया है - मौसम के पूर्वानुमानकर्ता आराम करते हैं जबकि अन्य वजन कम करते हैं।

सबसे पहले, उन लोगों के लिए कुछ क्षण जिन्होंने भौतिकी और रसायन विज्ञान को छोड़ दिया।

पहला - चर्चा का मुख्य पात्र क्या है।

कैलोरी (कैलोरी, कैल) कार्य और ऊर्जा की मात्रा की एक ऑफ-सिस्टम इकाई है, जो मानक वायुमंडलीय दबाव पर 1 ग्राम पानी को 1 K (केल्विन - तापमान का एक माप) गर्म करने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के बराबर है। 101.325 केपीए.

पहले, ऊर्जा, कार्य और गर्मी को मापने के लिए कैलोरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। अब माप की इस इकाई का उपयोग मुख्य रूप से दो दिशाओं में किया जाता है - कुछ उपकरणों द्वारा उत्पादित या खपत की गई गर्मी की मात्रा को मापने के लिए, मुख्य रूप से सार्वजनिक उपयोगिताओं में (बैटरी की गर्मी को गीगाकैलोरी में मापा जाता है, अगली सर्दीआप ZhEK से पूछ सकते हैं कि क्या आपकी बैटरियां पर्याप्त गर्मी देती हैं, कैलोरी का उल्लेख करते ही वे आमतौर पर घबरा जाते हैं); साथ ही हमारे परिचित मामलों में - उत्पादों की कैलोरी सामग्री और किसी व्यक्ति द्वारा किए गए कार्य की गणना करते समय।

एक और महत्वपूर्ण बिंदु, जिसे किसी न किसी कारण से हर कोई हठपूर्वक अनदेखा कर देता है - संरक्षण कानून।

ये मूलभूत भौतिक नियम हैं, जिनके अनुसार किसी बंद प्रणाली की कुछ संपत्ति प्रणाली में किसी भी परिवर्तन के साथ अपरिवर्तित रहती है। सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ और ऊर्जा के संरक्षण के नियम हैं।

पदार्थ के संरक्षण का नियम कहता है कि पदार्थ न तो निर्मित होता है और न ही नष्ट होता है; रासायनिक परिवर्तनों के दौरान, कुल द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है। प्रणाली में ऊर्जा की कुल मात्रा भी अपरिवर्तित रहती है; ऊर्जा केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित होती है। (संवेग, विद्युत आवेश आदि के संरक्षण के भी नियम हैं)।

पदार्थ और ऊर्जा के संरक्षण के नियम पूरी तरह से सटीक नहीं हैं - कुछ शर्तों के तहत, पदार्थ को ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है और इसके विपरीत, लेकिन मानव शरीरयह अप्रासंगिक है, कम से कम जब तक वह संलयन क्षेत्र से नहीं टकराता, या प्रकाश की गति तक तेज़ नहीं हो जाता। सच है, कुछ पागल पागल सोचते हैं कि E=MC2 उनके बारे में है।

आगे। आइए हम कार्बनिक अणुओं में अंतरपरमाणु बंधों को याद करें। मुझे पता है कि अब तक बहुत कम लोगों ने इसे पढ़ा है, और उन्हें पहली तस्वीर और शब्द से पुरस्कृत किया जाएगा जो एक उबाऊ जैव रसायन पाठ - शराब - को शांत कर सकता है। आइए अल्कोहल, प्रिय, एथिल, वही C2H5OH का सूत्र याद रखें। इसके अणु को दो तरीकों से दर्शाया जा सकता है:

दूसरी तस्वीर में, आप क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर छड़ें देखते हैं - ये उल्लिखित अंतर-परमाणु बंधन हैं जो एक अणु में परमाणुओं को रखते हैं। उनमें संभावित ऊर्जा होती है - यदि आप किसी तरह इन बंधनों को तोड़ देते हैं, उदाहरण के लिए, नए अणुओं - कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (सीओ 2 और एच 2 ओ) के गठन के साथ ऑक्सीजन की उपस्थिति में शराब जलाते हैं, तो अतिरिक्त ऊर्जा टूट जाएगी और जारी की जाएगी ताप का रूप.

यह समझना आसान है कि यदि इनपुट पर हमारे पास एक अल्कोहल अणु और तीन ऑक्सीजन अणु हैं, और आउटपुट पर 2 कार्बन डाइऑक्साइड अणु और तीन पानी के अणु (पदार्थ की एक स्थिर मात्रा) हैं, तो ऐसी प्रतिक्रिया में जारी ऊर्जा की मात्रा , चाहे हम कितना भी विकृत करें, संरक्षण के नियम के अनुसार वही रहेगा। हम जो कुछ भी करते हैं - हम प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक डालते हैं, शराब को ओवन में या माचिस से जलाते हैं, बहु-चरण जैव रासायनिक परिवर्तन करते हैं - किसी भी स्थिति में, इस प्रतिक्रिया में उतनी ही मात्रा में ऊर्जा निकलेगी।

से क्या होता है शराब अणुजीव में? अपने खाली समय में पढ़ें, उपयोगी है सामान्य विकासऔर बच्चों को समझाएं कि शराबबंदी क्या है। शरीर में अल्कोहल काफी मुश्किल से और कई चरणों में पहुंचता है, लेकिन अंततः ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में टूट जाता है। तो ऐसी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कितनी ऊर्जा जारी हो सकती है? जितना इसे भट्ठी में जलाने पर होता है, उतना ही अंतरपरमाणु बंधों के टूटने और नये बंधों के निर्माण के दौरान निकल सकता है।

तो, हमें पता चला कि अगर कुछ कार्बनिक पदार्थ जलाए जाते हैं अंतिम उत्पाद- पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य पदार्थ (उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन ऑक्साइड या सल्फर ऑक्साइड, यदि आप अमीनो एसिड जिसमें वे निहित हैं) को ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलाते हैं, तो कुछ मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसे कैलोरी में मापा जा सकता है . यह मात्रा ऑक्सीकरण प्रक्रिया में भाग लेने वाले अंतर-परमाणु बंधों की संख्या से निर्धारित होती है - यह उनसे था कि ऊर्जा जारी की गई थी, क्योंकि। पदार्थ की मात्रा अपरिवर्तित रहती है (परमाणुओं की संख्या - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, आदि)। और सभी स्थितियों में, जहां भी अणु का ऑक्सीकरण होता है, इस ऊर्जा की समान मात्रा जारी होती है।

यह पता लगाने के लिए कि इन अणुओं से कितनी ऊर्जा (ऊष्मा) निकल सकती है, एक समय में इन्हें वास्तव में भट्टियों में जलाया जाता था उच्च तापमानविभिन्न पोषक तत्व और पता लगाएं कि कितनी कैलोरी आवंटित की जाएगी। आज, यह पता लगाने के लिए कि उनमें कितनी कैलोरी है, कोई हैमबर्गर, कोक और छोटा फ्राई ओवन में नहीं जलाता - यह मज़ेदार है, लेकिन वैज्ञानिक न केवल अपने काम में मज़ा ले रहे हैं, जैसा कि कई लोग सोचते हैं।

जांचे गए उत्पाद का रासायनिक विश्लेषण किया जाता है और पता लगाया जाता है कि इसमें प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और अन्य पदार्थ कितने हैं। तो, प्रोटीन की मात्रा प्रोटीन नाइट्रोजन द्वारा निर्धारित की जाती है (उत्प्रेरक की उपस्थिति में उत्पाद को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ जलाया जाता है और जारी अमोनिया की मात्रा मापी जाती है)। चीनी निकाली जाती है एथिल अल्कोहोल. स्टार्च पानी में घुल जाता है या नमकीन घोल- वगैरह। और इसी तरह। जानने रासायनिक संरचनाउत्पाद, घटकों के लिए उपलब्ध डेटा के आधार पर, पहले से ही विशुद्ध रूप से अंकगणितीय रूप से इसकी कैलोरी सामग्री की गणना करता है।

साथ ही, संख्याएं इन पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण से प्राप्त होने वाली ऊर्जा की मात्रा की ओर ले जाती हैं। शरीर में पदार्थ- इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि हमारे शरीर में सब कुछ पूरी तरह से नहीं जलता है। परिणामस्वरूप, यह पता चलता है कि शरीर में 1 ग्राम प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट लगभग 4 किलो कैलोरी प्रदान करता है; 1 ग्राम वसा - 9 किलो कैलोरी (ओवन में, ये संख्याएँ थोड़ी भिन्न होती हैं)।

जैसा कि आप देख सकते हैं, विभिन्न संरचना के पदार्थों को एक ही माप प्रणाली - कैलोरी में लाया जाता है। और इसका मतलब यह है कि हम माप की केवल एक इकाई का उपयोग करके मानव लेखांकन (आय / व्यय) का मूल्यांकन कर सकते हैं, और यह पहले से ही संपूर्ण प्रणाली को स्पष्ट रूप से चित्रित करेगा।

अब इस पूरी रसोई में आने वाली कठिनाइयों के बारे में - वास्तव में, जब वे एक घिसी-पिटी बात कहते हैं कि कोई व्यक्ति बेक नहीं करता है और जटिल है, तो क्या ध्यान में रखा जाना चाहिए। कुछ उदाहरण.

शराब के प्रसंस्करण के लिए ऊर्जा बर्बाद होती है- साथ ही प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के प्रसंस्करण के लिए भी। और इनमें से प्रत्येक घटक के लिए अलग-अलग लागत की आवश्यकता होती है - उदाहरण के लिए, वसा या कार्बोहाइड्रेट के प्रसंस्करण की तुलना में प्रोटीन प्रसंस्करण पर 10-20 प्रतिशत अधिक खर्च किया जाता है, इसलिए प्रोटीन से कम ऊर्जा निकाली जा सकती है। और दूसरा भाग पोषक तत्वपचता और अवशोषित नहीं होता है, और हमारे शरीर को पारगमन में छोड़ देता है, हालांकि इस पर ऊर्जा भी खर्च करनी पड़ती है। इन अनेक कारकों को भी ध्यान में रखना कठिन है। और अन्य भी हैं.

हमारी है शरीर खर्च करता हैगर्म करने और ठंडा करने के लिए ऊर्जा। यह एक ही समय में गर्म और ठंडा होता है। उदाहरण के लिए, गर्मियों में, गर्मी के बावजूद, हम शरीर को गर्म करना जारी रखते हैं, जबकि इसे ठंडा करने पर ऊर्जा खर्च करते हैं - पसीना, सांस लेना आदि। यदि किसी व्यक्ति को थायरोटॉक्सिकोसिस है तो उसका मेटाबॉलिज्म बढ़ जाता है और वह अन्य लोगों की तुलना में हीटिंग पर अधिक खर्च करता है। हालाँकि, शरीर का तापमान सामान्य होना चाहिए - इसलिए, यह ठंडा करने पर अधिक, बहुत अधिक खर्च करता है। यह समझाना आवश्यक है कि वह हाइपोथायरायडिज्म वाले व्यक्ति की तुलना में पतला क्यों होगा, जबकि इसके विपरीत, चयापचय (हीटिंग) धीमा हो जाता है? यदि उदाहरण स्पष्ट नहीं है, तो सर्दियों में एयर कंडीशनर चालू करें, खिड़कियां खोलें और कम से कम कुछ दिनों के लिए अपार्टमेंट को हीटर से गर्म करें - और अगले महीने आपको बिजली बिल के रूप में एक आश्चर्य मिलेगा।

यह ऐसे कारकों का समूह है (और उनमें से कई हैं) जो सिस्टम को खराब पूर्वानुमानित बनाता है। एक व्यक्ति का वजन 2.5 हजार कैलोरी कम हो जाता है, और दूसरे का वजन 1.5 हजार कैलोरी कम हो जाता है - एक विरोधाभास? बिल्कुल नहीं, हर चीज़ को समझाया जा सकता है - लेकिन भविष्यवाणी करना कहीं अधिक कठिन है।

कठिन है, लेकिन संभव है - कम से कम पेशेवर और अनुभवी दोनों लोग इसे काफी पर्याप्त रूप से करते हैं - कम से कम मौसम विज्ञान केंद्र मौसम की भविष्यवाणी से बेहतर करता है। यह किस कारण से संभव है?

यद्यपि शरीर एक जटिल तंत्र है, यह अराजकता नहीं है, बल्कि एक नियंत्रित प्रणाली है। और यह प्रणाली अस्तित्व में रहने के लिए एक निश्चित तरीके से कॉन्फ़िगर की गई है। हीटिंग और कूलिंग के उदाहरण को जारी रखते हुए, हम कह सकते हैं कि एक थर्मोस्टेट है जो यह सब नियंत्रित करता है - यह हाइपोथैलेमस में स्थित है और वजन सहित शरीर की लगभग समान स्थिति बनाए रखता है। और इसके व्यवहार की भविष्यवाणी करना भी संभव है - कम से कम पर्याप्त लंबी समय अवधि में, यदि अस्तित्व की स्थितियों में भारी बदलाव नहीं किया जाता है, तो ये सेटिंग्स काफी स्थिर रहती हैं।

हमारे पास शरीर द्वारा जलाई गई कैलोरी का आकलन करने के लिए पर्याप्त तंत्र नहीं हैं (हम वजन कम करने के इच्छुक किसी भी व्यक्ति को ऐसे कक्ष में नहीं रख सकते हैं जहां खर्च की गई ऊर्जा की मात्रा निर्धारित की जाती है, जैसा कि विभिन्न प्रकार के व्यायामों का आकलन करने के लिए किया गया था - मुझे आश्चर्य है कि उन्होंने इसे कैसे मापा प्रकाश के साथ या उसके बिना, सेक्स के दौरान जली हुई कैलोरी की संख्या? ; और तालिकाओं के अनुसार, बहुत औसत छत मूल्य प्राप्त होते हैं) - लेकिन हम आसानी से गणना कर सकते हैं शरीर में ली जाने वाली कैलोरी की मात्रा.

यदि वजन स्थिर है, तो शरीर वर्तमान मात्रा में है कैलोरी खर्च होती हैजितना उसे मिलता है. और हमारे पास दो सरल तरीके बचते हैं - या तो हम आहार की कैलोरी सामग्री को स्थिर रखें, लेकिन बढ़ाने/घटाने का प्रयास करें कैलोरी व्यय, हमारी आवश्यकताओं के आधार पर, या, अधिक सरल रूप से, हम भोजन से प्राप्त होने वाली कैलोरी की मात्रा में हेरफेर करते हैं। तालिकाएँ और परिकलित मान हमारी सहायता के लिए हैं - वे इसलिए बनाए गए हैं ताकि हम किसी तरह रणनीति के चुनाव में नेविगेट कर सकें, लेकिन वे पूर्ण नहीं हैं, क्योंकि। जटिल मानव जैविक मशीनरी के व्यवहार की पूरी तरह भविष्यवाणी नहीं की जा सकती।

दरअसल, किसी व्यक्ति को भोजन उपलब्ध कराने के लिए कितनी कृत्रिम ऊर्जा की आवश्यकता होती है?

यदि हम याद करें कि आदिम लोगों ने भोजन प्राप्त करने के लिए केवल अपनी मांसपेशियों की ताकत खर्च की थी, और अब सबसे शक्तिशाली कृषि-औद्योगिक परिसर उसी उद्देश्य को पूरा करता है, तो कोई एक प्रमुख विशेषज्ञ के उदास आधे-मजाक वाले पूर्वानुमान को समझ सकता है: "ऊर्जा की लागत में वृद्धि होगी" , जैसा कि वे कहते हैं, शून्य से अनंत तक।

लेकिन अनंत कोई बहुत निश्चित अवधारणा नहीं है, और इसलिए यह संभावना नहीं है कि कोई भी इस तरह की गलत भविष्यवाणी से संतुष्ट होगा। इसका मतलब यह है कि हमें कम से कम एक सशर्त ऊर्जा गणना की आवश्यकता है जो हमें सच्चाई के करीब लाती है।

यहां तक ​​​​कि छोटे बच्चे भी जानते हैं कि किशमिश रोल से नहीं ली जाती है, और रोल खुद पेड़ों पर नहीं उगते हैं। अंगूर को किशमिश बनाने के लिए, और गेहूं का अनाजरोटी, उन्हें अवश्य गुजरना होगा पूरी लाइनप्रक्रियाएँ। इसी प्रकार अन्य खाद्य उत्पादों के साथ भी। और कारखानों, कंबाइनों और कारखानों में उनके "शोधन" के परिणामस्वरूप, भोजन की ऊर्जा कीमत नाटकीय रूप से बढ़ जाती है। कभी-कभी लगभग दस बार, लेकिन आमतौर पर पाँच बार। और यदि, विशेषज्ञों के अनुसार, हमारे औसत दैनिक आहार में, 7.5 एमजे पौधों के खाद्य पदार्थों पर गिरना चाहिए, तो इसके उत्पादन के लिए 37.5 एमजे ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसका अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा (20% तक) खेत में या संरक्षित में खर्च किया जाता है। जमीन, और बाकी कच्चे माल के कारखाने "रूपांतरण" में चला जाता है।

दूध और मांस की ऊर्जा कीमत और भी अधिक है।

दुखनिंस्की कॉम्प्लेक्स को याद रखें: 5.3% का बायोएनर्जी रिटर्न है, या कृषि उत्पादन के चरण में पशु भोजन के प्रत्येक मेगाजूल के लिए कुल 20 एमजे की आवश्यकता होती है, जिसमें 5 एमजे से अधिक कृत्रिम ऊर्जा भी शामिल है। इसके अलावा, मांस और डेयरी संयंत्रों में प्रसंस्करण के दौरान इसकी 5 गुना वृद्धि हुई है। कुल: एक से पच्चीस. बहुत से लोगों को गाढ़ा दूध पसंद होता है। तो जानिए: "संघनित दूध" की प्रत्येक कैलोरी के साथ हम सारी ऊर्जा "खाते" हैं जिसकी लागत 25 गुना अधिक होती है। स्थिति लगभग वैसी ही है, उदाहरण के लिए, खाना पकाने द्वारा पेश किए गए मीट रोल और कीमा बनाया हुआ मांस के साथ।

पोषण विशेषज्ञों का मानना ​​है कि एक व्यक्ति को प्रति दिन पशु मूल के भोजन के साथ 5.5 एमजे का सेवन करना चाहिए। इस संख्या को 25 के बराबर ऊर्जा से गुणा करने पर, हमें 137.5 एमजे मिलता है - यह ऊर्जा का प्रवाह है जो दूध, मांस और अन्य पशुधन उत्पादों के साथ अदृश्य रूप से हर दिन हम में से प्रत्येक की मेज पर आना चाहिए। इस प्रवाह में वह ऊर्जा भी शामिल है जो मशीनों, उर्वरकों, इमारतों, संरचनाओं, उपकरणों, ईंधन और सीधे कृषि और कृषि-औद्योगिक परिसर के अन्य क्षेत्रों में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर खर्च की गई थी।

यह पता चला है कि हमारे नाश्ते, दोपहर के भोजन और रात के खाने के लिए पौधे और पशु भोजन के उत्पादन में कुल ऊर्जा का 37.5 + 137.5 = 175 एमजे खर्च होता है, जो कि हम में से प्रत्येक द्वारा प्रतिदिन खाए जाने वाले ऊर्जा से लगभग 14 गुना अधिक है। यह तथाकथित सशर्त ईंधन का 6.0 किलोग्राम है। खैर, एक वर्ष में प्रति व्यक्ति को 365 गुना अधिक, यानी 2.2 टन मानक ईंधन (लगभग 64,000 एमजे) की आवश्यकता होगी। बेशक, ये मान बिल्कुल सटीक नहीं हैं, लेकिन ये गणना के लिए काफी उपयुक्त हैं। क्यों, और हमारी ऊर्जा राशन को विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर समायोजित किया जाता है। इसके अलावा, इसमें पौधे और पशु पोषक तत्वों का अनुपात महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, हम प्रतिदिन औसतन 14.2 एमजे (3400 किलो कैलोरी) का उपभोग करते हैं, न कि 13 एमजे (3160 किलो कैलोरी) का, यानी स्वीकृत अंतरराष्ट्रीय मानकों से अधिक। इसलिए, हमें निकट भविष्य में गैर-कुल कैलोरी सामग्री बढ़ानी होगी। दैनिक राशन, लेकिन पशु भोजन में निहित ऊर्जा का हिस्सा, जैसा कि डॉक्टरों द्वारा अनुशंसित है।

हालाँकि, हम स्वीकृत ऊर्जा विश्लेषण का उल्लंघन नहीं करेंगे और प्रति वर्ष प्रति निवासी 64,000 एमजे के प्राप्त मानक पर रुकेंगे, यह पहले से निर्धारित करते हुए कि वानिकी और समुद्री अर्थव्यवस्था को ध्यान में नहीं रखा जाएगा। जल्द ही देश में हममें से 284 मिलियन लोग होंगे, जिसका अर्थ है कि कृषि उद्योग को प्रति वर्ष भारी मात्रा में मानवजनित ऊर्जा की आवश्यकता होती है - खाद्य उत्पादन के लिए 18 ट्रिलियन एमजे। लेकिन यह इसके लायक है: आखिरकार, कृषि-औद्योगिक परिसर राष्ट्रीय आय का एक तिहाई हिस्सा बनाता है। स्वाभाविक रूप से, राष्ट्रीय आय के सभी भागों की समान विशिष्ट ऊर्जा तीव्रता के साथ, ऊर्जा आनुपातिकता को संरक्षित किया जाना चाहिए।

कृषि-औद्योगिक परिसर को ऊर्जा कैसे प्रदान करें? और यहां हम अपनी गणना के दूसरे शुरुआती बिंदु पर आगे बढ़ते हैं - यूएसएसआर के ऊर्जा कार्यक्रम के प्रावधान। इसकी केंद्रीय थीसिस इस प्रकार है: “यूएसएसआर के ऊर्जा कार्यक्रम का कार्यान्वयन इनमें से एक है आवश्यक शर्तेंदेश की अर्थव्यवस्था को गहन विकास पथ पर स्थानांतरित करने में तेजी लाने से, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के क्षेत्रों, विशेष रूप से कृषि-औद्योगिक परिसर की बिजली आपूर्ति में उल्लेखनीय वृद्धि होगी, और खाद्य कार्यक्रम के सफल कार्यान्वयन में योगदान मिलेगा।

यह ध्यान रखना उचित होगा कि सोवियत सत्ता के वर्षों के दौरान, घरेलू ऊर्जा उद्योग तीन मुख्य चरणों से गुज़रा। पहले, ऊर्जा संतुलन में लकड़ी के ईंधन, कृषि अपशिष्ट और भारवाहक जानवरों की मांसपेशियों की ऊर्जा का प्रभुत्व था। दूसरा विकसित "खनिजीकरण" ऊर्जा संतुलनकोयले के प्रमुख उपयोग के माध्यम से। वर्तमान - तीसरा - चरण तेल और प्राकृतिक गैस के लगातार बढ़ते उपयोग की विशेषता है। निकट भविष्य में, परमाणु ईंधन के विस्तारित उपयोग के कारण ऊर्जा संतुलन के "परमाणुकरण" की योजना बनाई गई है। इसी समय, गैर-पारंपरिक नवीकरणीय प्रकार की ऊर्जा - सौर, भूतापीय, पवन, बायोगैस, हाइड्रोजन, नाइट्रिक हाइड्रोजन, आदि - परिसंचरण में पूरी तरह से शामिल होंगे। वैसे, ऐसे स्रोतों का योगदान 60 अनुमानित है -120 बिलियन एमजे, और वे सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं।

हमारे देश की ईंधन और ऊर्जा समस्याओं को हल करने के लिए ऊर्जा कार्यक्रम का कार्यान्वयन निर्णायक महत्व का है। यह प्रदान करता है कि ऊर्जा खपत के विशिष्ट मानदंडों को कम करके संपूर्ण राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में 15.8-17.0 ट्रिलियन एमजे बचाया जा सकता है, और परमाणु ईंधन के बढ़ते उपयोग के परिणामस्वरूप अन्य 12-14 ट्रिलियन एमजे बचाया जा सकता है। कार्यक्रम का विश्लेषण, विशेष रूप से, इसे संभव बनाता है निम्नलिखित निष्कर्ष. सबसे पहले, 27.8-31 ट्रिलियन एमजे की कुल ईंधन बचत कृषि-औद्योगिक परिसर सहित राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के सभी क्षेत्रों की ऊर्जा तीव्रता को कम कर देगी। दूसरे, देश के विद्युतीकरण की दर तेज हो रही है, जिसके परिणामस्वरूप राष्ट्रीय आय के उत्पादन के लिए विद्युत ऊर्जा की विशिष्ट खपत अगले दशक में 5-6% और 20 वर्षों में लगभग 15% बढ़नी चाहिए, हालाँकि समान उद्देश्यों के लिए सभी ऊर्जा संसाधनों की विशिष्ट खपत कम हो जाएगी। इसका मतलब यह है कि कृषि-औद्योगिक परिसर बिजली से जुड़ने के लिए बाध्य है। तीसरा, गैर-पारंपरिक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का विकास सीधे तौर पर कृषि कृषि के हितों से संबंधित है। दरअसल, कृषि को अक्सर खुली हवा वाली कार्यशाला के रूप में जाना जाता है - बिना छत, दीवारों या फर्श के। यहां सूरज चमकता है, हवाएं गुनगुनाती हैं, ग्रह का गर्म शरीर (थर्मल पानी) मिट्टी के नीचे उबलता है। प्रकृति में कार्बनिक पदार्थों का अपघटन मीथेन (बायोगैस) की रिहाई के साथ होता है, सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में, पानी से हाइड्रोजन निकलता है, और सूक्ष्मजीवों की गतिविधि के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन नाइट्रोजन (उदाहरण के लिए, अमोनिया) निकलता है। .

यहां भंडार विशाल हैं, और अंदर सामान्य मामलाकृषि-औद्योगिक परिसर की ऊर्जा रणनीति का सूत्र सरल है: कम "खनिज" संतुलन, अधिक बिजली और नवीकरणीय ऊर्जा। वैज्ञानिक उचित गणना के साथ अपनी राय साबित और समर्थन करते हैं कि, कुछ शर्तों के तहत, देश का कृषि-उद्योग प्राकृतिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा के साथ कृषि-औद्योगिक परिसर की ऊर्जा के सामंजस्यपूर्ण संयोजन के आधार पर आत्मनिर्भर हो सकता है। आइए, कम से कम अलग-अलग उदाहरणों पर चर्चा करें कि यह कैसे किया जा सकता है।

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चयन विशाल राशिपरमाणु परिवर्तनों के दौरान ऊर्जा तथाकथित द्रव्यमान दोष की भी व्याख्या करती है। हीलियम परमाणु के नाभिक में, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। द्रव्यमान में इस कमी को द्रव्यमान दोष कहा जाता है।

संश्लेषण के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। परमाणु प्रक्रियाओं के दौरान भारी तत्वों (चांदी से भारी) के परमाणुओं के नाभिक विभाजित हो जाते हैं, जिससे ऊर्जा निकलती है; प्रकाश तत्वों के परमाणुओं के नाभिक ऊर्जा मुक्त होने पर भारी परमाणुओं में भी संयोजित हो सकते हैं। तत्व आवर्त सारणी के मध्य से जितने दूर होंगे, परमाणु प्रक्रियाओं में उतनी ही अधिक ऊर्जा जारी की जा सकती है। भारी तत्वों के नाभिकों के विखंडन का अपेक्षाकृत अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है और वर्तमान समय में यह सफलतापूर्वक किया जा रहा है।

प्रतिक्रिया के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। जारी ऊर्जा की मात्रा के संदर्भ में, 1 किलोग्राम यूरेनियम 2 मिलियन किलोग्राम कोयले के बराबर है। एक न्यूट्रॉन जो रेडियोधर्मी तत्व के द्रव्यमान में गिर गया है, 2 - 3 न्यूट्रॉन की उपस्थिति का कारण बनता है, जो बदले में नई परमाणु प्रतिक्रियाओं को जन्म देता है। अंततः, न्यूट्रॉन का एक हिमस्खलन उत्पन्न होता है, जो बड़ी संख्या में नाभिकों को विभाजित कर देता है। भारी नाभिकों के विखंडन की हिमस्खलन जैसी प्रक्रिया को परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है।

यह प्रक्रिया आइंस्टीन के तुल्यता नियम के अनुसार एक द्रव्यमान दोष के कारण भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है, और विखंडन की प्रक्रिया में नए न्यूट्रॉन की रिहाई के कारण, यह स्व-विकासशील, हिमस्खलन जैसी होती है, जो बनती है इसका उपयोग परमाणु बम बनाने में संभव है।

ज्वालामुखी विस्फोटों के साथ परमाणु विस्फोटों की तरह ही भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है (सारणी 3.3)।

परमाणु प्रतिक्रियाओं की एक विशेषता गठित कणों की गतिज ऊर्जा के रूप में या विकिरण ऊर्जा के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई है। में रासायनिक प्रतिक्रिएंऊर्जा मुख्यतः ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। परमाणु प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा रासायनिक प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा से लाखों गुना अधिक होती है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान परमाणुओं के नाभिक की अविनाशीता की घोषणा करता है।

यूरेनियम-235 नाभिक के विखंडन के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है - प्रति 1 ग्राम रूपांतरित यूरेनियम में लगभग 20,000,000 किलो कैलोरी, जो लगभग 20 टन विस्फोटक की ऊर्जा से मेल खाती है। यह तथाकथित परमाणु (या बल्कि, परमाणु) बमों के निर्माण के लिए यूरेनियम -235 के उपयोग का आधार है।

235U नाभिक के विखंडन के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।

परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। यह 2 मिलियन किलोग्राम उच्च कैलोरी वाले कोयले को जलाने की प्रतिक्रिया की गर्मी के बराबर है।

U235 नाभिक के क्षय के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है: 1 ग्राम यूरेनियम क्षय के दौरान उतनी ही ऊर्जा छोड़ता है जितनी 25 टन कोयले को जलाने से प्राप्त होती है। ऊर्जा का मुख्य भाग विखण्डन खण्डों की गतिज ऊर्जा के रूप में मुक्त होता है। विखंडन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा का लगभग 10% विकिरण है।

सबसे महत्वपूर्ण विशेषतापरमाणु प्रतिक्रियाओं में भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्सर्जन होता है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता गठित कणों की गतिज ऊर्जा के रूप में या विकिरण ऊर्जा के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा मुख्य रूप से ऊष्मा के रूप में निकलती है। परमाणु प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा रासायनिक प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा से लाखों गुना अधिक होती है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान परमाणु नाभिक की अविनाशीता की व्याख्या करता है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता गठित कणों की गतिज ऊर्जा के रूप में या विकिरण ऊर्जा के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा मुख्य रूप से ऊष्मा के रूप में निकलती है।

एक व्यक्ति जो बिजली पैदा करता है वह मोबाइल फोन को चार्ज करने के लिए पर्याप्त हो सकती है। हमारे न्यूरॉन्स निरंतर वोल्टेज के अधीन हैं, और जीवन और मृत्यु के बीच का अंतर एन्सेफेलोग्राम पर विद्युत तरंगों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

स्टिंगरे उपचार

किसी तरह अंदर प्राचीन रोमएक धनी वास्तुकार और महत्वाकांक्षी चिकित्सक का बेटा, क्लॉडियस गैलेन भूमध्य सागर के तट पर घूम रहा था। और फिर उसकी आंखों के सामने एक बहुत ही अजीब दृश्य दिखाई दिया - पास के गांवों के दो निवासी अपने सिर पर बिजली के रैंप बांधे हुए उसकी ओर बढ़ रहे थे! इस प्रकार इतिहास जीवित बिजली की मदद से फिजियोथेरेपी के उपयोग के ज्ञात पहले मामले का वर्णन करता है। विधि गैलेन द्वारा नोट की गई थी, इत्यादि असामान्य तरीके सेउन्होंने ग्लेडियेटर्स के घावों के बाद दर्द से बचाया, और यहां तक ​​कि सम्राट मार्क एंटनी की पीठ के दर्द को भी ठीक किया, जिन्होंने कुछ ही समय बाद उन्हें निजी चिकित्सक नियुक्त किया।

उसके बाद, एक व्यक्ति को एक से अधिक बार "जीवित बिजली" की अकथनीय घटना का सामना करना पड़ा। और अनुभव हमेशा सकारात्मक नहीं रहा है. तो, एक बार, महान भौगोलिक खोजों के युग में, अमेज़ॅन के तट पर, यूरोपीय लोगों को स्थानीय इलेक्ट्रिक ईल का सामना करना पड़ा जो पानी में 550 वोल्ट तक विद्युत वोल्टेज उत्पन्न करते थे। धिक्कार उस पर था जो गलती से विनाश के तीन मीटर क्षेत्र में गिर गया।

हर में बिजली

लेकिन एक मनोरंजक घटना के बाद पहली बार, विज्ञान ने अपना ध्यान इलेक्ट्रोफिजिक्स की ओर, या यूं कहें कि जीवित जीवों की बिजली उत्पन्न करने की क्षमता की ओर लगाया। मेढक के पैर XVIII में, जो बोलोग्ना में एक बरसात के दिन लोहे के संपर्क से हिलने लगा था। कसाई की दुकान में कौन घुसा? फ़्रेंच विनम्रताबोलोग्नीज़ प्रोफेसर लुइगी गैल्वाट्टी की पत्नी ने यह भयानक तस्वीर देखी और अपने पति को इसके बारे में बताया बुरी आत्माओंजिससे पड़ोस में गुस्सा है. लेकिन गैलवेट्टी ने इसे वैज्ञानिक दृष्टिकोण से देखा और 25 वर्षों की कड़ी मेहनत के बाद उनकी पुस्तक ट्रीटीज़ेस ऑन द पावर ऑफ़ इलेक्ट्रिसिटी इन मस्कुलर मूवमेंट प्रकाशित हुई। इसमें वैज्ञानिक ने पहली बार कहा कि बिजली हममें से प्रत्येक में है, और नसें एक प्रकार की "विद्युत तार" हैं।

यह काम किस प्रकार करता है

कोई व्यक्ति बिजली कैसे उत्पन्न करता है? इसका कारण अनेक है जैव रासायनिक प्रक्रियाएंजो घटित होता है जीवकोषीय स्तर. हमारे शरीर के अंदर बहुत कुछ अलग-अलग होता है रासायनिक पदार्थ- ऑक्सीजन, सोडियम, कैल्शियम, पोटेशियम और कई अन्य। इनकी आपस में प्रतिक्रिया होकर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है। उदाहरण के लिए, "सेलुलर श्वसन" की प्रक्रिया में, जब कोशिका पानी, कार्बन डाइऑक्साइड आदि से प्राप्त ऊर्जा छोड़ती है। यह, बदले में, विशेष रासायनिक उच्च-ऊर्जा यौगिकों में जमा किया जाता है, चलो इसे सशर्त रूप से "भंडार" कहते हैं, और बाद में "आवश्यकतानुसार" उपयोग किया जाता है।

लेकिन यह सिर्फ एक उदाहरण है - हमारे शरीर में कई रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं जो बिजली उत्पन्न करती हैं। प्रत्येक व्यक्ति एक वास्तविक बिजलीघर है, और रोजमर्रा की जिंदगी में इसका उपयोग करना काफी संभव है।

हम कितने वॉट का उत्पादन कर रहे हैं?

पोषण के वैकल्पिक स्रोत के रूप में मानव ऊर्जा लंबे समय से एक काल्पनिक सपना बनकर रह गई है। बिजली के जनरेटर के रूप में लोगों के पास काफी संभावनाएं हैं, इसे हमारे लगभग किसी भी कार्य से उत्पन्न किया जा सकता है। तो, आप एक सांस से 1 वॉट प्राप्त कर सकते हैं, और एक शांत कदम 60 वॉट प्रकाश बल्ब को बिजली देने के लिए पर्याप्त है, और यह फोन को चार्ज करने के लिए पर्याप्त होगा। तो संसाधनों और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की समस्या को एक व्यक्ति वस्तुतः स्वयं ही हल कर सकता है।

मुद्दा छोटा है - यह सीखना कि जिस ऊर्जा को हम बेकार में बर्बाद करते हैं उसे "जहाँ आवश्यक हो" कैसे स्थानांतरित किया जाए। और शोधकर्ताओं के पास इस संबंध में पहले से ही प्रस्ताव हैं। इस प्रकार, पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी का प्रभाव, जो यांत्रिक क्रिया से तनाव पैदा करता है, का सक्रिय रूप से अध्ययन किया जा रहा है। इसके आधार पर, 2011 में, ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिकों ने एक कंप्यूटर मॉडल प्रस्तावित किया जो कुंजी दबाने से चार्ज हो जाएगा। कोरिया में, वे एक ऐसा फोन विकसित कर रहे हैं जो बातचीत से, यानी ध्वनि तरंगों से चार्ज होगा, और जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों के एक समूह ने जिंक ऑक्साइड "नैनोजेनरेटर" का एक कार्यशील प्रोटोटाइप बनाया है जिसे इसमें प्रत्यारोपित किया गया है। मानव शरीर और हमारी हर गतिविधि से करंट उत्पन्न करता है।

लेकिन इतना ही नहीं, कुछ शहरों में सौर पैनलों की मदद के लिए वे भीड़-भाड़ वाले समय से ऊर्जा प्राप्त करेंगे, अधिक सटीक रूप से पैदल चलने वालों और कारों के चलने के दौरान होने वाले कंपन से, और फिर इसका उपयोग शहर को रोशन करने के लिए करेंगे। यह विचार लंदन स्थित फैसिलिटी आर्किटेक्ट्स के आर्किटेक्ट्स द्वारा प्रस्तावित किया गया था। उनके अनुसार: “पीक आवर्स के दौरान, 60 मिनट में 34,000 लोग विक्टोरिया स्टेशन से गुजरते हैं। यह समझने के लिए गणितीय प्रतिभा की आवश्यकता नहीं है कि यदि आप इस ऊर्जा को लागू कर सकते हैं, तो आप वास्तव में बहुत कुछ प्राप्त कर सकते हैं उपयोगी स्रोतऊर्जा जो वर्तमान में बर्बाद हो रही है। वैसे, जापानी पहले से ही इसके लिए टोक्यो मेट्रो में टर्नस्टाइल का उपयोग कर रहे हैं, जहां से हर दिन सैकड़ों हजारों लोग गुजरते हैं। फिर भी, रेलवे उगते सूरज की भूमि की मुख्य परिवहन धमनियां हैं।

"मौत की लहरें"

वैसे, जीवित बिजली कई बहुत ही अजीब घटनाओं का कारण है जिन्हें विज्ञान अभी भी समझाने में असमर्थ है। शायद उनमें से सबसे प्रसिद्ध "मौत की लहर" है, जिसकी खोज ने आत्मा के अस्तित्व और "निकट-मृत्यु अनुभव" की प्रकृति के बारे में विवाद के एक नए चरण को जन्म दिया, जो कभी-कभी नैदानिक ​​​​मृत्यु का अनुभव करने वाले लोगों द्वारा किया जाता है। के बारे में बात।

2009 में, अमेरिकी अस्पतालों में से एक में, नौ मरते हुए लोगों के एन्सेफेलोग्राम लिए गए थे, जिन्हें उस समय बचाया नहीं जा सकता था। यह प्रयोग लंबे समय से चले आ रहे नैतिक विवाद को सुलझाने के लिए किया गया था कि कोई व्यक्ति वास्तव में कब मरता है। परिणाम सनसनीखेज थे - सभी विषयों की मृत्यु के बाद, मस्तिष्क, जिसे पहले से ही मारा जाना था, सचमुच विस्फोट हो गया - इसमें विद्युत आवेगों के अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली विस्फोट हुए, जो किसी जीवित व्यक्ति में कभी नहीं देखे गए थे। वे कार्डियक अरेस्ट के दो से तीन मिनट बाद हुए और लगभग तीन मिनट तक रहे। इससे पहले इसी तरह के प्रयोग चूहों पर किए गए थे, जिसमें मौत के एक मिनट बाद यही शुरू हुआ और 10 सेकंड तक चला। वैज्ञानिकों ने भाग्यवादी रूप से ऐसी घटना को "मौत की लहर" करार दिया।

"मृत्यु की लहरों" की वैज्ञानिक व्याख्या ने कई नैतिक प्रश्नों को जन्म दिया है। प्रयोगकर्ताओं में से एक, डॉ. लखमीर चावला के अनुसार, मस्तिष्क गतिविधि के ऐसे विस्फोटों को इस तथ्य से समझाया जाता है कि ऑक्सीजन की कमी से, न्यूरॉन्स अपनी विद्युत क्षमता खो देते हैं और डिस्चार्ज हो जाते हैं, जिससे "हिमस्खलन-जैसे" आवेग उत्सर्जित होते हैं। "जीवित" न्यूरॉन्स लगातार एक छोटे नकारात्मक वोल्टेज - 70 मिनट वोल्ट के अधीन होते हैं, जो बाहर रहने वाले सकारात्मक आयनों से छुटकारा पाकर बनाए रखा जाता है। मृत्यु के बाद, संतुलन गड़बड़ा जाता है, और न्यूरॉन्स जल्दी से ध्रुवीयता को "माइनस" से "प्लस" में बदल देते हैं। इसलिए "मौत की लहर"।

यदि यह सिद्धांत सही है, तो एन्सेफेलोग्राम पर "मृत्यु तरंग" जीवन और मृत्यु के बीच की मायावी रेखा खींचती है। इसके बाद, न्यूरॉन का काम बहाल नहीं किया जा सकता है, शरीर अब विद्युत आवेग प्राप्त करने में सक्षम नहीं होगा। दूसरे शब्दों में, डॉक्टरों के लिए किसी व्यक्ति के जीवन के लिए लड़ना जारी रखने का कोई मतलब नहीं है।

लेकिन क्या होगा अगर आप समस्या को दूसरी तरफ से देखें। मान लें कि "मौत की लहर" हृदय को उसके काम को बहाल करने के लिए विद्युत निर्वहन देने का मस्तिष्क का आखिरी प्रयास है। ऐसे में 'मौत की लहर' के दौरान किसी को हाथ नहीं मोड़ना चाहिए, बल्कि इस मौके का इस्तेमाल किसी की जान बचाने के लिए करना चाहिए। पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के पुनर्जीवन डॉक्टर लांस-बेकर का दावा है कि ऐसे मामले सामने आए हैं जब एक व्यक्ति "लहर" के बाद "जीवन में आया", जिसका अर्थ है मानव शरीर में विद्युत आवेगों का एक उज्ज्वल उछाल, और फिर गिरावट को अभी अंतिम सीमा नहीं माना जा सकता।

संपूर्ण आहार के लिए पहली आवश्यकता तीन मुख्य मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में जारी ऊर्जा की आवश्यक आपूर्ति की उपस्थिति है। पोषक तत्व: कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन। ऊर्जा को किलोकैलोरी (kcal), या में व्यक्त किया जाता है पोषण संबंधी कैलोरी(संक्षिप्त रूप में कल, बड़े अक्षर K के साथ); एक किलोकैलोरी 1.0 किलोग्राम पानी को 15 से 16 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक तापीय ऊर्जा की मात्रा से मेल खाती है। याद रखें कि चयापचय प्रतिक्रियाओं के दौरान मानक मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन की गणना करते समय समान इकाइयों का उपयोग किया जाता है (धारा 14.4)।

तालिका में। 26-3 विभाग द्वारा प्रस्तावित दर्शाया गया है खाद्य उत्पादऔर सभी उम्र के लोगों के लिए पोषण संबंधी दैनिक ऊर्जा आवश्यकताएँ। छात्र आयु के युवा पुरुषों के लिए ऊर्जा की आवश्यकता ~ 2900 किलो कैलोरी / दिन है, उसी उम्र की महिलाओं के लिए ~ 2100 किलो कैलोरी / दिन है। नवजात शिशुओं, बच्चों और वृद्ध लोगों को आमतौर पर कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। दिए गए मूल्यों की तुलना बुनियादी चयापचय को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा से की जा सकती है, अर्थात, खाने के 12 घंटे बाद शरीर को पूर्ण आराम की स्थिति में जितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है (अध्याय 25)।

राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी और राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद की तालिका और पोषण

छात्र आयु के पुरुषों के लिए, बेसल चयापचय आवश्यकताएं ~ 1800 किलो कैलोरी/दिन हैं, उसी उम्र की महिलाओं के लिए ~ 1300 किलो कैलोरी/दिन। जाहिर है, सिफारिशों में बड़ी मात्रा में ऊर्जा दिखाई दे रही है रोज का आहारपोषण, शारीरिक कार्य करने की आवश्यकता से समझाया जाता है। तालिका में। 26-4 ऊर्जा खपत को दर्शाता है विभिन्न प्रकार केशारीरिक कार्य।

कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के ऑक्सीकरण के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा को कैलोरीमीटर बम के अंदर ऑक्सीजन वातावरण में ज्ञात वजन के नमूनों को जलाकर और जारी गर्मी की कुल मात्रा निर्धारित करके निर्धारित किया जा सकता है (चित्र 26-1)। शुद्ध कार्बोहाइड्रेट जलाने पर औसतन 4.2 किलो कैलोरी/ग्राम निकलता है, वसा जलने पर ~ 9.5 किलो कैलोरी/ग्राम, प्रोटीन ~ 4.3 किलो कैलोरी/ग्राम निकलता है (सारणी 26-5)। ब्रेड, आलू, मांस, फल आदि खाद्य पदार्थों की कैलोरी सामग्री को कैलोरीमीटर बम में जलाकर भी निर्धारित किया जा सकता है। हालाँकि, यह मान गणना द्वारा प्राप्त किया जा सकता है यदि किसी दिए गए खाद्य उत्पाद के नमूने में कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन की सामग्री रासायनिक विश्लेषण का उपयोग करके निर्धारित की जाती है और परिणामी वजन को संबंधित कैलोरी गुणांक से गुणा किया जाता है, जो तालिका में दिए गए हैं। 26-5. जब शरीर में ऑक्सीकरण होता है, तो जिन उत्पादों को पूरी तरह से पचाया और आत्मसात किया जा सकता है, वे कैलोरीमीटर में ऑक्सीकरण होने पर उतनी ही मात्रा में गर्मी जारी करते हैं। कैलोरीमीटर और शरीर में जारी ऊर्जा की मात्रा की पहचान एक बहुत बड़े कैलोरीमीटर में रखे गए लोगों पर किए गए अध्ययन के परिणामों से पुष्टि की गई थी।

तालिका 26-3. दैनिक आवश्यकताऊर्जा में (राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी और राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद के खाद्य और पोषण विभाग से सिफारिशें, 1980)

चूँकि मानव शरीर किसी भी परिस्थिति में ऊष्मागतिकी के नियमों का पालन करता है, इसलिए ऐसा कोई "जादुई" आहार नहीं है जो ऊर्जा के संरक्षण के नियम को दरकिनार कर सके।

तालिका 26-4. विभिन्न गतिविधियों के लिए ऊर्जा आवश्यकताएँ

कैलोरी तो कैलोरी होती है.

अब शरीर को ऊर्जा प्रदान करने वाले तीन प्रमुख पोषक तत्वों में से दो की विशेषताओं पर विचार करें: कार्बोहाइड्रेट और वसा।

चावल। 26-1. भोजन की कैलोरी सामग्री को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए कैलोरीमेट्रिक बम के उपकरण का सिद्धांत। ज्ञात वजन का एक खाद्य नमूना एक बम के अंदर दबाव वाले ऑक्सीजन युक्त वातावरण में विद्युत निर्वहन द्वारा प्रज्वलित किया जाता है जो झेलता है उच्च दबाव. भोजन के दहन से पानी की एक निश्चित मात्रा के तापमान में वृद्धि होती है, जो बम के आसपास की जगह को भर देती है। भोजन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा की गणना आसानी से की जा सकती है, यह देखते हुए कि 1 किलो को गर्म करने में 1 किलो कैलोरी लगती है। पानी का तापमान 14.5 से 15.5 डिग्री सेल्सियस तक 1 सी.

मानव शरीर द्वारा जारी गर्मी की मात्रा को मापने के लिए, एक बंद कक्ष वाले बहुत बड़े कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है, जिसमें ऑक्सीजन का आदान-प्रदान होता है और

तालिका 26-5. मुख्य आला उत्पादों की कैलोरी सामग्री

एक। कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं

कार्बोहाइड्रेट स्वयं नहीं हैं अपरिहार्य घटकहालाँकि, मानव भोजन, क्योंकि कार्बोहाइड्रेट से भरपूर खाद्य पदार्थ बड़ी मात्रा में प्रोटीन और वसा वाले खाद्य पदार्थों की तुलना में अधिक उपलब्ध और सस्ते होते हैं, वे अधिकांश देशों में भोजन का बड़ा हिस्सा बनाते हैं। दुनिया की आबादी का चार-पाँचवाँ हिस्सा अधिकतर खाता है पौधे भोजन, और कार्बोहाइड्रेट का हिस्सा कम से कम 70°0 होता है, और कभी-कभी ऐसे भोजन की कुल कैलोरी सामग्री का 90% होता है। विकसित देशों में, जहां आबादी अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में मांस और डेयरी उत्पादों का उपभोग करती है, दैनिक कैलोरी सेवन में कार्बोहाइड्रेट का योगदान केवल 45% है।

चावल। 26-2. संयुक्त राज्य अमेरिका में आहार परिवर्तन. A. 1910 में राशन B. आधुनिक आहार। बी. हाल की सिफारिशों के अनुसार आहार का संकेत मिलता है इष्टतम अनुपातजमा विभिन्न उत्पादकुल कैलोरी में लिखें.

संयुक्त राज्य अमेरिका में, कॉलेज-उम्र के पुरुष प्रतिदिन लगभग 400 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का उपभोग करते हैं।

विकसित देशों में, उपभोग किए जाने वाले 40% से अधिक कार्बोहाइड्रेट सुक्रोज और अन्य परिष्कृत शर्करा हैं, मुख्य रूप से ग्लूकोज और फ्रुक्टोज, बाकी स्टार्च है। कम बाढ़ वाले देशों में सुक्रोज बहुत कम मात्रा में खाया जाता है, मुख्य रूप से स्टार्च का उपयोग कार्बोहाइड्रेट के रूप में किया जाता है। दो सौ साल पहले, जब औद्योगिक क्रांति की शुरुआत हो रही थी, इंग्लैंड में एक व्यक्ति द्वारा प्रतिदिन उपभोग की जाने वाली चीनी की मात्रा औसतन केवल 5 ग्राम थी, अब यह मात्रा 200 ग्राम से अधिक है। संयुक्त राज्य अमेरिका में भी इसी तरह के परिवर्तन हुए हैं (चित्र 26-2) ). किसी भी देश का विकास भोजन में सुक्रोज की मात्रा में वृद्धि के साथ होता है। इसका एक कारण इन देशों में अन्य कार्बोहाइड्रेट की तुलना में सुक्रोज की उपलब्धता और सस्ता होना है। नवंबर 1981 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में चीनी की खुदरा कीमत 34 सेंट प्रति पाउंड थी, यह मात्रा 1880 किलो कैलोरी के बराबर है, यानी अधिक। कैलोरी में दैनिक आवश्यकता का 60% से अधिक पुरुष छात्र आयु। यह ज्ञात है कि गन्ने और चुकंदर की खेती के लिए आलू और अनाज की बराबर मात्रा की तुलना में छोटे क्षेत्र की आवश्यकता होती है। गन्ना सबसे अधिक उत्पादक कृषि पौधों में से एक है।

इस संबंध में, अर्थव्यवस्था के बीच कृषिऔर उचित पोषणसंघर्ष संभव है क्योंकि सुक्रोज और अन्य शर्करा दांतों पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं (धारा 26.25)।

मीठे खाद्य पदार्थ अक्सर आनंद के लिए खाए जाते हैं, कुछ का तो मीठे के बिना गुजारा भी नहीं होता। यह संभव है कि मिठाई की ओर झुकाव बचपन से संरक्षित भूख की भावना को संतुष्ट करने की इच्छा का परिणाम है (महिलाओं के दूध में चीनी की मात्रा गाय की तुलना में दोगुनी होती है)। कई पशु प्रजातियाँ भी मिठाइयाँ पसंद करती हैं; हालाँकि, कुछ प्रजातियाँ इसके प्रति उदासीन हैं या यहाँ तक कि मिठाइयों से भी परहेज करती हैं।

बी। गैर-कैलोरी चीनी विकल्पों का उपयोग तेजी से किया जा रहा है

एक कृत्रिम स्वीटनर - सैकेरिन (चित्र 26-3) - का उपयोग कई वर्षों से मधुमेह और मोटापे के रोगियों के भोजन की कैलोरी सामग्री को बिना किसी स्पष्ट के कम करने के लिए किया जाता रहा है। हानिकारक प्रभावमरीजों के स्वास्थ्य के लिए. हालाँकि, 1969 में यह पाया गया कि जब चूहों को खिलाया जाता है बड़ी खुराकयह कैंसरकारी हो सकता है. उसके बाद, "आहार" पेय और खाद्य पदार्थों की तैयारी में सैकरीन का उपयोग चर्चा का विषय बन गया। हालाँकि, चूंकि चीनी के विकल्प के रूप में सैकरीन के लाभ स्पष्ट हैं, और मनुष्यों के लिए इसकी कैंसरजन्यता से जुड़ा जोखिम अपेक्षाकृत कम है, इसलिए इसका उपयोग "आहार" पेय बनाने के लिए किया जाता है। एक अन्य सिंथेटिक गैर-कैलोरी चीनी विकल्प - सोडियम साइक्लामेट (चित्र 26-3) - जानवरों में पाए जाने वाले अधिक स्पष्ट कार्सिनोजेनिक गुणों के कारण, भोजन तैयार करने पर प्रतिबंध लगा दिया गया था।

नए, गैर विषैले चीनी विकल्प खोजने के प्रयास चल रहे हैं। इस दिशा में विस्तार से अध्ययन किए गए पदार्थों में से एक एस्पार्टेम (चित्र 26-3) है - डाइपेप्टाइड एस्पार्टिलफेनिलएलनिन का मिथाइल एस्टर। चूँकि इसके अणु में सामान्य प्रोटीन में पाए जाने वाले दो अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, इसलिए ऐसा माना जाता है कि यह विषाक्त नहीं होना चाहिए।

चावल। 26-3. गैर-कैलोरी चीनी विकल्प। उनकी सापेक्ष मिठास का आकलन तालिका में दिया गया है। 26-6. कुछ लोगों को सैकरीन का स्वाद कड़वा लगता है, जो स्वाद धारणा में आनुवंशिक अंतर के कारण हो सकता है।

खाद्य एवं औषधि प्रशासन ने कुछ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध खाद्य पदार्थों में एस्पार्टेम के उपयोग को अधिकृत किया है। चीनी के विकल्प की भूमिका के लिए एक अन्य उम्मीदवार मोनेलिन है, एक प्रोटीन (आणविक भार 11,000) जो अफ्रीकी आश्चर्य फल (अफ्रीकी सेरेन्डिपिटी बेरी) से निकाला जाता है। प्रति इकाई वजन इस प्रोटीन की मिठास सुक्रोज की मिठास से 2000 गुना अधिक है (तालिका 26-6)। मधुर स्वादमोनेलिन इसकी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की स्थानिक संरचना की एक विशिष्ट विशेषता के कारण है।

गर्म करने पर या अन्यथा विकृत होने पर, मोनेलिन अपनी मिठास खो देता है।

तालिका 26-6. कुछ शर्कराओं और गैर-कैलोरी चीनी विकल्पों की सापेक्ष मिठास (सुक्रोज की तुलना में)

वी वसा शरीर को कैलोरी और आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करते हैं। वसायुक्त अम्ल

भोजन में कुल लिपिड का लगभग 98% ट्राइएसिलग्लिसरॉल्स होता है; शेष 2% फॉस्फोलिपिड, कोलेस्ट्रॉल और इसके एस्टर हैं। पर कमरे का तापमानपशु-व्युत्पन्न ट्राईसिलग्लिसरॉल, जो संतृप्त फैटी एसिड में अपेक्षाकृत अधिक होते हैं, आमतौर पर एक ठोस स्थिरता होती है। जहां तक ​​पौधे की उत्पत्ति के ट्राईसिलग्लिसरॉल्स की बात है, जिनमें अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में असंतृप्त फैटी एसिड होते हैं, वे आमतौर पर कमरे के तापमान पर तरल होते हैं। दोनों प्रकार के ट्राईसिलग्लिसरॉल्स के ऑक्सीकरण के दौरान, प्रति 1 इकाई वजन में निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा से 2 गुना अधिक होती है (तालिका 26-5)। चूँकि वसा पेट में कार्बोहाइड्रेट की तुलना में अधिक धीरे-धीरे जमा होती है और पचती है, इसलिए वे कार्बोहाइड्रेट की तुलना में तृप्ति को बढ़ावा देने की अधिक संभावना रखते हैं।

प्रायोगिक जानवर लिनोलिक और लिनोलेनिक एसिड को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं (धारा 21.6), इसलिए उन्हें उन्हें गरीबी से प्राप्त करना होगा। मनुष्यों में आमतौर पर आवश्यक फैटी एसिड की कमी नहीं होती है, क्योंकि ये एसिड कई पौधों के खाद्य पदार्थों, मछली और पोल्ट्री में उच्च मात्रा में पाए जाते हैं। मांस और डेयरी उत्पादों में इनकी मात्रा बहुत कम होती है। लिनोलिक एसिड(चित्र 26-4) शरीर को इस तथ्य के कारण आवश्यक है कि यह एराकिडोनिक एसिड (धारा 21.6) के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है, जो बदले में प्रोस्टाग्लैंडीन और थ्रोम्बोक्सेन (धारा 25.23) के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है।

विकसित देशों के निवासियों के आहार में, साथ में बड़ी राशिपरिष्कृत शर्करा में, वसा, विशेष रूप से पशु मूल की वसा, एक महत्वपूर्ण स्थान रखती है (चित्र 26-2)। ऐसा माना जाता है कि उच्च विकसित देशों की आबादी में एथेरोस्क्लेरोसिस, कोरोनरी हृदय रोग और सेरेब्रोवास्कुलर दुर्घटनाओं की आवृत्ति में वृद्धि का यही कारण है। एथेरोस्क्लेरोसिस तब होता है जब धमनियों के इंटिमा में लिपिड असामान्य रूप से जमा हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रक्त प्रवाह प्रतिबंधित हो जाता है।

चावल। 26-4. आवश्यक फैटी एसिड। स्तनधारियों में स्थिति पर दोहरे बंधन के निर्माण को उत्प्रेरित करने में सक्षम एंजाइम नहीं होते हैं, इसलिए उन्हें पौधों के खाद्य पदार्थों से लिनोलिक और लिनोलेनिक एसिड प्राप्त करना होगा। ये एसिड ऊतकों में अन्य पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड, विशेष रूप से एराकिडोनिक और अन्य 20-परमाणु पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड के गठन के लिए अग्रदूत के रूप में आवश्यक हैं, जो बदले में प्रोस्टाग्लैंडीन के लिए अग्रदूत के रूप में काम करते हैं। छोटे बच्चों में, आवश्यक फैटी एसिड की कमी से एक्जिमा का विकास हो सकता है।

ऐसे मामलों में जहां लिपिड जमा होने से हृदय या मस्तिष्क की वाहिकाएं अवरुद्ध हो जाती हैं, क्रमशः कोरोनरी हृदय रोग या स्ट्रोक विकसित होता है; उनमें ऑक्सीजन की कमी के कारण मायोकार्डियल या मस्तिष्क ऊतक मर जाते हैं (चित्र 26-5)।

पशु वसा में दो घटक होते हैं जो एथेरोस्क्लेरोसिस, संतृप्त फैटी एसिड और कोलेस्ट्रॉल में योगदान कर सकते हैं, लेकिन कुछ वैज्ञानिक इस दृष्टिकोण का समर्थन करने के लिए आंकड़ों पर विवाद करते हैं। चिकन और मछली के तेल को छोड़कर अधिकांश पशु वसा, विशेष रूप से मांस, दूध और अंडे की वसा में अपेक्षाकृत अधिक संतृप्त और कम असंतृप्त फैटी एसिड होते हैं (तालिका 26-7)।

तालिका 26-7. विशिष्ट पशु और वनस्पति वसा में फैटी एसिड की संरचना

दूसरी ओर, वनस्पति वसा में पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड बहुत समृद्ध होते हैं। संतृप्त और असंतृप्त वसा का कैलोरी मान लगभग समान है, लेकिन थोड़ी मात्रा में पॉलीअनसेचुरेटेड वसा के साथ संतृप्त पशु वसा का एक बड़ा सेवन कई (लेकिन सभी नहीं) लोगों के रक्त में उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन के स्तर में कमी का कारण बन सकता है और कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन के रक्त स्तर में वृद्धि (धारा 12.8), साथ ही कुल कोलेस्ट्रॉल।

चावल। 26-5. एथेरोस्क्लेरोसिस लिपिड जमाव की वृद्धि के कारण छोटे व्यास की धमनी के लुमेन में धीरे-धीरे होने वाली कमी है। तस्वीरें अनुप्रस्थ खंड दिखाती हैं: एक सामान्य धमनी (ए), एक धमनी जिसके भीतर लिपिड जमा होता है (बी), संकुचित जमाव वाली एक धमनी (सी) और एक धमनी जिसका लुमेन रक्त के थक्के द्वारा पूरी तरह से अवरुद्ध होता है (डी)।

एक ओर कोरोनरी हृदय रोग की आवृत्ति और दूसरी ओर उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन की कम सांद्रता और कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन की उच्च सांद्रता, साथ ही कुल कोलेस्ट्रॉल के बीच एक संबंध है। इसलिए, यह अनुशंसा की जाती है कि मांस, अंडे, दूध, मक्खनऔर पशु मूल के पनीर वसा आंशिक रूप से प्रतिस्थापित करते हैं वनस्पति वसापॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड से भरपूर। मक्खन के स्थान पर मार्जरीन का उपयोग करना भी उपयोगी है, क्योंकि यह वनस्पति तेलों के आंशिक हाइड्रोजनीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है (धारा 12.2)। हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया, जो इन तेलों की संतृप्ति की डिग्री को बढ़ाती है, को नियंत्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक "नरम" मार्जरीन है जिसका पोषण मूल्य "कठोर" मार्जरीन की तुलना में अधिक है, क्योंकि इसमें अधिक पॉलीअनसेचुरेटेड वसा होती है (तालिका 26-7)। जहाँ तक कोलेस्ट्रॉल की बात है, कुछ लोगों में यह रक्त में लिपोप्रोटीन के बीच के अनुपात को प्रभावित करता है।

चावल। 26-6. कोलेस्ट्रॉल. कोलेस्ट्रॉल एस्टर में, हाइड्रॉक्सिल समूह (लाल रंग में हाइलाइट किया गया) लंबी श्रृंखला वाले फैटी एसिड के साथ एस्टरीकृत होता है।

यह पशु मूल के उत्पादों में महत्वपूर्ण मात्रा में पाया जाता है, विशेषकर इसमें बहुत अधिक मात्रा में अंडे की जर्दी, मक्खन और मांस, जबकि अंदर हर्बल उत्पादवह नहीं है। एक सामान्य अमेरिकी आहार में, कोलेस्ट्रॉल का दैनिक सेवन 600-800 मिलीग्राम है, जिसका मुख्य कारण है अंडे. कोलेस्ट्रॉल को एसिटाइल-सीओए (धारा 21.16) से संश्लेषित किया जाता है और इसे केवल पित्त लवण में परिवर्तित करके उत्सर्जित किया जा सकता है, जो बदले में आंतों से अपेक्षाकृत धीरे-धीरे उत्सर्जित होता है। यदि भोजन में बहुत अधिक कोलेस्ट्रॉल है, तो रक्त में इसकी मात्रा बढ़ जाती है, लेकिन साथ ही इसका संश्लेषण बाधित हो जाता है। आंत में अवशोषित, ऊतकों में संश्लेषित और शरीर से उत्सर्जित कोलेस्ट्रॉल की मात्रा के बीच एक अच्छी तरह से संतुलित संतुलन होता है। कोरोनरी हृदय रोग के रोगियों को अक्सर कम कोलेस्ट्रॉल आहार की सिफारिश की जाती है, जिसमें संतृप्त वसा को आंशिक रूप से पॉलीअनसेचुरेटेड वसा द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। हालाँकि, इस तथ्य के कारण कि कोरोनरी हृदय रोग का विकास आनुवंशिक कारकों के साथ-साथ धूम्रपान और उच्च रक्तचाप पर भी निर्भर करता है, कम पशु वसा और कोलेस्ट्रॉल वाला आहार सभी रोगियों को मदद नहीं करता है। एथेरोस्क्लेरोसिस जटिल उत्पत्ति और संवेदनशीलता का प्रतीत होता है भिन्न लोगअलग। इसमें कोई संदेह नहीं है कि भोजन की संरचना इस बीमारी के विकास को प्रभावित करती है, लेकिन अच्छे जीन के साथ पैदा होना शायद सबसे अच्छा है।