SEG hat recht - so eine historische Betrachtung der Wärmelehre bietet wenig Bezug zum Thema "Fitness". Aber interessant wäre es schon, weil vielen die Zusammenhänge zwischen Energieverbrauch und Energiezufuhr nicht so klar sind. Auch die verscheidenen Einheiten wie "Joule", "kcal" oder "Watt" kennt zwar (fast) jeder, aber der Zusammenhang ist vielleicht auch nicht so jedem klar. Wie soll man dann eine "Energiebilanz" verstehen?
Was hat also das Bohren von Kanonenrohren mit kcal und
Fitness zu tun? Nur so viel, dass dabei mechanische Arbeit (= Energie) geleistet wird und dadurch auch Wärme entsteht. Dass passiert dadurch, dass so ein Bohrer viel
Kraft braucht, bei jeder Umdrehung einen Weg zurücklegt und
Kraft * Weg ist Energie.
Davon dient ein Teil davon dem Herauslösen der Metallspäne aus dem Rohr, aber in größerer Teil wird durch die Reibung Wärme erzeugen.
Genauso geht' uns bei der Bewegung. Unsere zugeführte Energie (kcal durch essen) wird zu einem (geringen) Teil in Bewegungsenergie umgesetzt, so ca. 20 - 25%. Das nennt man Wirkungsgrad. Der größere Rest erzeugt auch in uns Wärme, die wir auch los werden müssen.
Was heißt das nun, wenn wir auf einem Ergometer sitzen und mit einer
Leistung von 200 Watt strampeln?
Leistung ist Energie/Zeit, (Watt = Joule/Sek) wir bringen damit jede Sekunde eine mechanische Arbeit von 200 Joule zustande. Mein Ergometer nimmt z.B. einen Wirkungsgrad von 22% an und zeigt daher nach einer Stunde einen Energieverbrauch von 782 kcal an. Wie kommt das?
Joule und kcal sind beides Einheiten für Energie, wobei kcal eigentlich gar nicht mehr verwendet werden dürfte, aber man hat sich halt so daran gewöhnt. Man kann man sie nach einer fixen Formel ineinander umrechen:
1 kcal = 4186 Joule.
Da ich jede Sekunde 200 Joule mechanische Arbeit geleistet habe, sind das in 1 Stunde
200 * 3600 = 720000 Joule oder 172 kcal.
Das wäre ganz schön wenig, aber das ist ja nur die mechanische Energie. Da der Körper eben nur 22% (Annahme) der gesamten zugeführten Energie in mechanische Arbeit umsetzen kann, war mein "thermischer" Energieverbrauch eben deutlich höher, nämlich
172/0,22 = 782 kcal
Ein Ergometer berechnet also den Energieverbrauch auch unabhängig von Pulswerten immer nach der geleisteten mechanischen Energie.
Auf diese Weise könnte man, wenn man gleichzeitig den Puls misst, auch ohne Ergometer seine
Leistung "kalibrieren", aber immer für einen "steady state", einen stabilen Kreislaufzustand bei einer bestimmten Anstrengung, der immer erst nach einiger Zeit erreicht wird. Wieweit diese Werte auf andere Sportarten übertragbar sind, müsste ein Physiologe beantworten, gewisse Abweichungen wird es wohl geben.
Wahrscheinlich ist beim Laufen der Energieverbrauch etwas höher, auch die HF ist das fast immer bei gleicher Anstrengung, weil mehr Muskelgruppen aktiv sind. Hier kann man als Faustformel annehmen:
Verbrauchte Thermische Energie = kg Körpergewicht * Weg in km, d.h.
800 kcal bei 80 kg und 10 km.
Daraus könnte man wieder auf die erbrachte mechanische
Leistung zurückrechnen und käme wie oben auf ca. 205 Watt, unter der Annahme, dass der Wirkungsgrad gleich groß ist.
Das ist ja eigentlich alles Schulwissen, den Wenigsten ist aber bewusst, dass man damit relativ genau seinen Energieverbrauch abschätzen kann. Vor allem aber, dass man sich doch gehörig anstrengen muss, um tatsächlich durch Bewegung abzunehmen. Auf einem Hometrainer einfach dahinzustrampeln bringt nicht viel, wenn man nicht auch den entsprechenden Widerstand einstellt.
Man liest immer wieder "Ich strample täglich 40 km auf dem Hometrainer". Das sagt leider überhaupt nichts über den Energieverbrauch. Allein
Leistung * Zeit ist Energie. Die Ergo's halten die
Leistung über einen großen Drehzahlbereich konstant. Daher kann ich bei 20 km genauso viel Energie verbrauchen wie bei 40.
Wenn man kein Ergometer hat, sollte man das einmal z.B. in einem Studio ausprobieren, bei welcher
Leistung (Watt) man z.B. nach ca. 20 Min. welchen Puls hat. Dann hat man auch für den Hometrainer einen Anhaltspunkt. Natürlich sind auch Studiogeräte nicht geeicht, wenn man's ganz genau wissen möchte, sollte man ein geeichtes Gerät z.B. bei einem Arzt verwenden.
Noch ein Vergleich mit unserem sonst recht sorglosen Energieverbrauch: Was ist schon 1 kWh (Kilowattstunde)? 1000 Watt über 1 Stunde = 3600000 Joule oder 3,6 MegaJoule. Nach der obigen Formel 860 kcal. Das ist so ungefähr die mechanische Energie, die wir bei einem gut 5-stündigen Radmarathon über ca. 150 km verbrauchen. Durch den Wirkungsgrad ist die verbrauchte thermische Energie natürlich viel größer, ca. 3900 kcal, was so zirka dem Abbau von 1/2 kg
Fett entspricht.
LG Hans
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