Ein Kind dreht am ENSO-Energie-Tachometer
Wieviele Kilowattstunden verbrauchen Sie mit 30 Minuten Joggen? Auf dem Energie-Tachometer können Sie es schätzen.

Ob wir gehen, Fußball spielen oder Texte lesen: damit unsere Muskeln arbeiten können, benötigt unser Körper Energie. Aber woher nimmt er sie und wieviel davon braucht ein Mensch überhaupt? Im folgenden Beitrag können Sie einen Blick ins „Bio-Kraftwerk“ werfen – Energie, die gut investiert ist. Als aufmerksamer Leser haben Sie die Chance, einen Activity-Tracker im Wert von 30 Euro zu gewinnen.

Eine (ge)wichtige Sache: das Hebelgesetz

Da hängt er – und sieht ziemlich schwer aus: der Stein an der Hebelarm-Wippe beim Tiergarten Höckendorf. Hier machen meine Familie und ich bei unserer Wanderung auf dem ENSO-Energie-Erlebnispfad Station. Ob wir den Stein mithilfe der Wippe anheben können?

Erlebnisbereich Höckendorf
Die Hebelarm-Wippe am Erlebnisbereich Höckendorf zeigt, wie Muskelkraft in mechanische Energie umgewandelt werden kann.

Meine Kinder wollen das sofort ausprobieren und hängen sich an die dicken Seile, die am anderen Wippenarm befestigt sind. Erstaunt stellen sie fest, dass es einen großen Unterschied macht, ob sie am inneren oder am äußeren Seil ziehen.

Das liegt am Hebelgesetz. Ein Hebel ist eine einfache mechanische Maschine: eine Stange, die um einen festen Punkt drehbar ist. Je nachdem, ob dieser Punkt am Stangenende oder in der Mitte sitzt, spricht man von einem einarmigen oder zweiarmigen Hebel.

Die ausgeübte Kraft wirkt umso stärker, je weiter weg vom Drehpunkt des Hebels sie ansetzt – der Hebel verstärkt sie sozusagen. Im Alltag nutzen wir diesen Effekt, um uns Arbeiten einfacher zu machen, weil sich so Lasten wie dieser Stein mit deutlich weniger Krafteinsatz anheben lassen.

Unser Körper: ein „Bio-Kraftwerk“

Doch ohne Krafteinsatz nützt auch ein Hebel nichts. Wer eine schwerbeladene Schubkarre anheben will (einarmiger Hebel), muss, um die nötige Bewegungsenergie ausüben zu können, erstmal Muskelkraft aufbringen. Sie wird bei Menschen und Tieren durch Muskelarbeit erzeugt und kann entweder direkt eingesetzt werden (etwa zum Gehen) oder zur Betätigung von Muskelkraftmaschinen wie einem Fahrrad.

Die Muskelkraft wiederum entsteht durch Umwandlung von chemischer in mechanische Energie in den einzelnen Muskelzellen. Jede Muskelzelle ist ein kleines Kraftwerk für sich. Die benötigte chemische Energie führen wir durch Essen zu – man spricht vom „physiologischen Brennwert“ eines Nahrungsmittels.

Joule, Kalorien, Wattstunden

Im Alltag gebräuchlich ist ein eigentlich veraltetes Maß zur Brennwertangabe: die Kalorie (abgeleitet von lateinischen Wort calor = Wärme). Eine Kalorie ist die Wärmemenge, die unter Normalbedingungen gebraucht wird, um ein Gramm Wasser (entspricht einem Milliliter) um ein Grad Celsius zu erwärmen. Eine Kalorie entspricht etwa 4,2 Joule.

Der physiologische Brennwert von Nahrungsmitteln wird deshalb meist noch in Kilokalorien (kcal) angegeben. Die Unterschiede sind groß: während zum Beispiel 100 Gramm Tomaten einen Brennwert von nur rund 20 kcal haben, bringen es 100 Gramm Olivenöl auf rund 930 kcal.

Eine weitere Maßeinheit für Arbeit und Energie ist die Wattstunde (Wh). Eine Wattstunde entspricht der Energie, die ein System mit einer Leistung von einem Watt (W) in einer Stunde (h) aufnimmt oder abgibt – egal, ob Mensch, Tier oder Waschmaschine.

Alpaka im Tierpark Höckendorf
Der Erlebnisbereich zum Thema Muskelkraft befindet sich direkt am Tiergarten in Höckendorf. Neben Alpakas wie hier im Bild gibt es dort Ziegen, Wollschweine und noch viel mehr Tiere zu sehen.

Als Kilowattstunde (kWh) begegnet sie uns im Alltag bei der Messung oder Abrechnung von Strom oder Heizwärme. Kein Wunder, dass sie uns auch beim Thema Energiesparen über den Weg läuft: mit einer Kilowattstunde Strom brennt eine 60 Watt-Glühbirne gerade mal 15 Stunden lang – eine Energiesparlampe (11 Watt) bringt es auf 90 Stunden.

Und der Mensch? Ein gesunder junger Mensch kann pro Jahr eine körperliche Arbeitsleistung von maximal 100 kWh erbringen. Dafür braucht er Nahrungsmittel und Getränke mit einem Energieinhalt von 1.000 kWh.

Sie sind neugierig geworden, wieviel Energie Ihr Körper bei unterschiedlichen Tätigkeiten braucht? Sie können es mit dem Energiebedarfsrechner ermitteln – oder sich etwa Gutes tun und selbst körperlich aktiv werden: Besuchen Sie den Erlebnisbereich „Muskelkraft“ am Tiergarten Höckendorf und befragen Sie den dortigen Energie-Tachometer. Ich wünsche Ihnen viel Spaß!

Gewinnspiel

Beantworten Sie folgende Frage und gewinnen Sie mit etwas Glück einen Activity-Tracker im Wert von 30 Euro, mit dem Sie anhand biometrischer Daten genauen Aufschluss über Ihre Muskelaktivität erhalten.

Wie lange könnte eine Energiesparlampe (11 Watt) mit der jährlich maximalen körperlichen Arbeitsleistung eines Menschen brennen?

Hinterlassen Sie Ihre Antwort bis zum 12.07.2017 als Kommentar hier im Blog oder schreiben Sie an blog@enso.de. Es gelten unsere Gewinnspiel-Bedingungen.

P.S.: Sämtliche Infos zum Pfad und allen elf Erlebnisbereichen gibt es auch als Wanderkarte. Schicken Sie uns einfach per Mail an blog@enso.de Ihre Anschrift, und Sie erhalten bis August Ihr persönliches kostenfreies Exemplar per Post.