Conversion d'énergie et besoin énergétique 1

Quels sont les besoins énergétiques de l’être humain ?

Ajouter à mes favoris

Objectif de la séance

Cette séance est composée

- d’une activité « Découvrir » qui vous permettra de découvrir comment on évalue la dépense énergétique journalière d’un individu puis

- d’une activité « apprendre » dans laquelle vous étudierez les transferts thermiques, les pertes de chaleur de l’organisme et les conversions d’énergie.
 


Découvrir

Dans cette activité, vous allez vous familiariser avec les unités d’énergie et estimer la dépense énergétique journalière d’un être humain.

Ce que nous allons aborder

  • Définir la dépense énergétique journalière en utilisant la relation de Harris et Bénédict.
  • Connaître les unités d’énergie et leurs correspondances.

Apprendre

Dans cette activité, vous allez étudier les transferts thermiques, les pertes de chaleur de l’organisme, les conversions d’énergie et définir l’endothermicité et l’exothermicité d’une transformation physique ou chimique.

Ce que nous allons aborder

  • Transferts thermiques par rayonnement, convection et conduction ; application au corps humain.
  • Conversion d’énergie, application à l’activité musculaire.
  • Transformations endothermique et exothermique.

                    Quels sont les besoins énergétiques de l’être humain?
                    A - Comment définir la dépense énergétique journalière?

                    Les dépenses énergétiques sont composées de trois facteurs : 
                        - La dépense énergétique minimale (aussi appelée « métabolisme de base »). Il s’agit de la dépense minimum nécessaire à notre organisme pour faire     fonctionner les organes au repos. Elle correspond aux deux tiers de la dépense énergétique quotidienne.

                        - L’effet thermique des aliments. C’est l’énergie nécessaire à la transformation des aliments (pour fabriquer du muscle par exemple). Cela correspond à     10 % de la dépense énergétique quotidienne.

                        - Les dépenses liées à l’activité physique. Elle est très variable d’un individu à l’autre !


                    1. La relation de Harris et Bénédict 

                    La relation de Harris et Bénédict, améliorée en 1984 par Roza et Shizgal, permet de calculer la dépense énergétique quotidienne minimale, le métabolisme de base (MB), permettant aux organes d’un individu de fonctionner. Cette relation tient compte des facteurs influençant cette valeur, à savoir l’âge, la masse, la taille et le sexe de l’individu.
                    Pour une femme : MBfemme = 9,740 × M + 172,9 × T − 4,737 × A + 667,051
                    Pour un homme : MBhomme = 13,707 × M + 492,3 × T − 6,673 × A + 77,607
                                MB : en kilocalories (kcal)
                                M : masse en kilogramme (kg)
                                T : taille en mètre (m)
                                A : âge en années
                    Pour l’énergie, nous utilisons soit la calorie (cal), soit le joule (J) qui est l’unité officielle.
                    Pour passer de l’une à l’autre, voici les correspondances :
                    1 cal = 4,18 J et 1 000 J = 239 cal sachant que 1 kcal = 1000 cal et 1 kJ = 1000 J


                    2. Estimation de la dépense énergétique journalière

                    Suivant l’activité quotidienne de l’individu, sa dépense énergétique journalière se calcule en multipliant son métabolisme de base (MB) par un facteur, variant suivant l’intensité de l’activité physique.
                    Facteur multiplicatif en tenant compte                         Nulle                     Légère                     Moyenne                     Intense 
                        de l’intensité de l’activité physique                                                                                                                 
                    Dépense énergétique journalière                                 1,3 × MB             1,5 × MB                     1,7 × MB                     2,2 × MB


                    B. Quelle peut être la nature des transferts thermiques ? 
                    Voici les pourcentages des différentes formes de pertes de chaleur de l’organisme :
                    Odoo CMS - une grande photo

                    Ces différents transferts thermiques ont des caractéristiques différentes :

                    • le transfert thermique par rayonnement infrarouge est émis par le corps humain de température voisine de 37 °C.

                    • le transfert thermique dû à l’évaporation de la sueur, majoritairement composée d’eau, à la surface de la peau.

                    • le transfert thermique par convection est établi entre le corps humain et le milieu ambiant (air) à des températures différentes, avec déplacement de matière.

                    • le transfert thermique par conduction est établi entre le corps humain et la matière en contact (carrelages, etc.) à des températures différentes, sans déplacement de matière.votre image.


                    C. Conversion d’énergie et application à l’activité musculaire

                    Lors d’une activité musculaire, les nutriments (en majorité le glucose) subissent une transformation chimique, sous l’action du dioxygène véhiculé dans le sang jusqu’aux muscles. Cette transformation chimique, dénommée combustion ayant donc pour réactifs le glucose et le dioxygène, produit du dioxyde de carbone et de l’eau.

                    Nous avons donc une conversion de l’énergie chimique, emmagasinée dans les nutriments, en énergie mécanique permettant l’activation du muscle et en chaleur assurant le maintien de la température corporelle.

                    Le bilan énergétique pour un muscle en action peut être schématisé comme ci-après.


                    Odoo CMS - une grande photo

                    D. Transformations endothermique et exothermique

                    Nous distinguons les transformations physiques des transformations chimiques.

                    Lors des transformations chimiques, contrairement aux transformations physiques, la nature des entités chimiques varie au cours de celles-ci.

                    Suivant les cas, ces transformations chimiques et physiques peuvent libérer ou absorber de l’énergie thermique.

                    Elles sont dites exothermiques lorsqu’elles libèrent de l’énergie et augmentent donc la température du milieu ambiant. C’est le cas lors d’une combustion (transformation chimique) ou lors de la condensation de l’eau (transformation physique) lorsque l’eau passe de l’état gazeux à l’état liquide.

                    Elles sont dites endothermiques lorsqu’elles absorbent de l’énergie et abaisse donc la température du milieu ambiant. C’est le cas lors de la cuisson des aliments (transformation chimique) ou lors de l’évaporation de l’eau (transformation physique) lorsque l’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux.

                    123 vues
                    Evaluez ce cours
                    0 0

                    Evaluations

                    Laisser un commentaire

                    Vous devez être Connecté en tant que pour poster un commentaire.