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Wie viel Energie brauchst du?

Zwei Aufgaben zu Energiebedarf und Energiebilanz — mit Hinweisen und Erwartungshorizont.

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1

Zwei Geschwister

AFB I–II

Emma (13 Jahre, 45 kg) trainiert täglich zwei Stunden Leichtathletik. Ihr Bruder Paul (15 Jahre, 60 kg) sitzt nach der Schule meist am Computer.

  1. Berechne den Grundumsatz beider Geschwister pro Tag (4,2 kJ je kg und Stunde).
  2. Erläutere , warum Paul trotz weniger Bewegung einen höheren Grundumsatz hat.
  3. Vergleiche den Leistungsumsatz der beiden.
  4. Beurteile die Aussage der Mutter: „Ihr seid Geschwister, also müsst ihr gleich viel essen.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Masse · 4,2 kJ · 24.
Hinweis zu Aufgabe b)
Wovon hängt der Grundumsatz ab?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wer bewegt sich mehr?
Hinweis zu Aufgabe d)
Was bestimmt den Energiebedarf?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Emma: 45 · 4,2 kJ · 24 = 4 536 kJ. Paul: 60 · 4,2 kJ · 24 = 6 048 kJ.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der Grundumsatz hängt von der Körpermasse ab: Paul ist schwerer, sein Körper braucht schon in Ruhe mehr Energie für Herz, Atmung, Gehirn und Wärme.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Emma hat durch das Training einen deutlich höheren Leistungsumsatz. Paul sitzt viel; sein Leistungsumsatz ist gering. Ihr Gesamtumsatz kann daher ähnlich groß sein oder bei Emma sogar höher liegen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Die Aussage ist falsch: Der Bedarf hängt von Masse, Alter, Geschlecht und Bewegung ab. Beide sollten so viel essen, dass ihre Energiebilanz ausgeglichen ist — und dabei ausgewogen.

2

Ein Tag mit dem Fitness-Armband

AFB II–III

Jonas trägt ein Fitness-Armband. Es zeigt am Abend: „Verbrauch heute: 9 800 kJ“. Jonas hat an diesem Tag Nahrung mit insgesamt 11 600 kJ gegessen.

  1. Ermittle Jonas’ Energiebilanz des Tages.
  2. Erkläre , was mit dem Überschuss im Körper geschieht.
  3. Berechne , wie lange Jonas Rad fahren müsste, um den Überschuss auszugleichen, wenn er dabei 1 200 kJ pro Stunde zusätzlich verbraucht.
  4. Beurteile die Zuverlässigkeit der Anzeige „9 800 kJ“.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Aufnahme minus Verbrauch.
Hinweis zu Aufgabe b)
Energiespeicher.
Hinweis zu Aufgabe c)
Überschuss durch Verbrauch pro Stunde.
Hinweis zu Aufgabe d)
Wie misst ein Armband den Verbrauch?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

11 600 kJ − 9 800 kJ = 1 800 kJ Überschuss.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der Körper speichert überschüssige Energie als Fett, etwa 1 800 kJ : 37 kJ/g ≈ 49 g Fett.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

1 800 kJ : 1 200 kJ/h = 1,5 h, also 90 Minuten.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Das Armband schätzt den Verbrauch aus Schritten, Puls und eingegebenen Daten; es misst die Zellatmung nicht direkt. Der Wert ist eine Näherung und kann deutlich abweichen. Für einen Überblick ist er hilfreich, für genaue Aussagen nicht.