Тема № 1. О калориях, нефти и беге трусцой
Энергия – это жизнь! Так ведь говорят, не правда ли? Ну, во всяком случае, энергия – это уж точно что-то очень хорошее и полезное. И чем больше энергии, тем лучше – дольше не разряжается сотовый телефон, быстрее вскипает электрочайник, мгновенно стартует с места автомобиль. Сегодня любой недостаток энергии воспринимается нами настолько остро, вызывает настолько некомфортное ощущение и настолько осложняет нашу жизнь, что надежный энергетический запас всегда кажется нам абсолютным благом.
Однако (и это характерно для любого природного явления) избыток энергии – это все же плохо. Просто энергия в природе обладает феноменальной способностью рассеиваться, и мы ее избытка почти никогда не замечаем, за исключением тех редких случаев, когда рассеивание энергии сильно затруднено или не происходит вовсе. Ну, например, представьте себя в комнате, в которой батареи включены на полную мощность, а открыть окно и проветрить (то есть рассеять лишнюю энергию) нельзя. Или вообразите ситуацию, что ваш автомобиль набрал большое ускорение, но обледеневшая дорога не дает эффективно затормозить и рассеять избыток кинетической энергии с помощью трения колес о покрытие.
Примерно та же самая картина наблюдается в нашем организме при хроническом переедании. Калорий – то есть той самой энергии – вместе с пищей в наш организм поступает очень много, а вот рассеять ее излишки мы не можем в силу сложившегося образа жизни и привычек. Этот избыток энергии начинает со временем вредить нашему здоровью. И поэтому каждому из нас было бы полезно разобраться в показаниях своего «электросчетчика».
Что такое калория?
Калория – это то количество энергии или, точнее говоря, теплоты, которое требуется для того, чтобы нагреть один грамм воды на один градус Цельсия. Это довольно архаичная и мало где используемая единица измерения энергии, которая в физике давно уже заменена стандартной единицей – джоулем. Но вот в науке о питании калории остались до сих пор. Хотя, если быть точным, то, рассуждая об энергетической ценности пищи, мы говорим не о калориях, а о более крупных единицах измерения – килокалориях. На этикетках продуктов они обозначаются «кКал», и каждая килокалория – не что иное, как 1000 калорий. Точно так же, как, например, один килограмм – это 1000 граммов.
Итак, килокалории – это энергия, заключенная в пище, которую наш организм может использовать для жизнедеятельности. Теперь остается понять на каком-то очевидном для всех примере, сколько именно энергии скрывается за абстрактными цифрами килокалорий, обозначенными на этикетке. Много это или мало?
Возьмем, к примеру, упомянутый выше эклер. Что такое эти 890 килокалорий? Вспоминаем физическое определение калории и начинаем считать:
890 килокалорий = 890 000 калорий
И если (как это следует из определения данной единицы измерения) 1 калории достаточно, чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус, то 100 калорий нам хватит на то, чтобы довести этот грамм воды от точки замерзания до точки кипения – то есть нагреть ровно на 100 градусов Цельсия. А сколько в нашем эклере таких сотен калорий?
890 000 калорий – это 8900 раз по 100 калорий
Итак, если 100 калорий достаточно для того, чтобы вскипятить 1 грамм изначально ледяной воды, то получается, что энергии, спрятанной в этом эклере, хватит на то, чтобы вскипятить почти 9 литров воды. И не просто вскипятить, а довести от нуля до точки кипения! Попробуйте сделать это дома на плите. Залейте 9 литров ледяной воды в кастрюлю и дождитесь, пока она закипит. А еще лучше – подойдите к счетчику электроэнергии и из любопытства последите за цифрами. Вот что такое одни безобидный эклер и вот что такое 890 килокалорий!
Откуда берутся калории в пище?
Итак, с виду безобидные триста, пятьсот или восемьсот килокалорий – это на самом деле огромная порция энергии. И волей-неволей возникает вопрос: откуда в этой мизерной порции теста и трех-четырех чайных ложках сливочного крема такая уйма энергии?! Это ведь не уголь и не нефть!
Как ни парадоксально это звучит, но по своей энергоемкости и по принципу накопления и хранения энергии наша пища мало чем отличается от природных энергоносителей. Не верите? Ну что же, давайте посчитаем. При сжигании 100 граммов каменного угля образуется в среднем 2,5 миллиона джоулей (то есть 2500 килоджоулей), что при переводе в килокалории даст нам примерно 620 килокалорий. Скромно, не правда ли? Наш 200-граммовый эклер со своими 890 килокалориями содержит в полтора раза больше энергии.
Впрочем, в этом нет ничего удивительного, ведь и нефть, и уголь являются продуктами распада древних растений и животных организмов. А что такое наша пища? Те же самые растения и животные, только, к счастью, еще не разложившиеся. Свою энергию и нефть, и уголь, и наша пища получили от одного и того же источника – солнца.
Наше светило – и с этим никто не будет спорить – обладает колоссальной энергией. Растения научились запасать ее с феноменальной эффективностью, превосходящей КПД самых современных солнечных батарей в десятки раз! С помощью солнечной энергии из обычных воды и углекислого газа растения синтезируют глюкозу – идеальный биологический энергоноситель.
