想减肥?来挤地铁吧!

知识点:功是力和力在力的方向上通过位移的乘积。在水平方向推时,计算公式为:W=F*S,即功=力*位移。

全国各地的轨道交通,近年来蓬勃发展,尤其是首都北京,每年都会有几条新地铁线路开通运营。虽然线路和地铁列车一增再增,生活在北京的人都知道,早晚高峰期时的地铁,仍然会让“人进去,照片出来;饼干进去,面粉出来”,其拥挤程度没见过的人,可自行大胆脑补。你可能想不到,其实这么挤一挤,也是有一点儿“好处”的,就是能出汗减肥啊!!!

我真不是拿大家开涮,咱们用科学计算说话。我们以复兴门地铁站为例,来讨论一下,在早晚高峰期,如果你从这里乘车去上学,乘坐两站地铁会出多少汗。

有乘坐地铁经验的人都知道,首先,第一个过程是在站内拥挤到地铁车厢里。在这个过程中,假设小华的身后有4个人直接推着他上地铁,那么在此时,小华会受到多大的力呢?我们知道,一个成年人可以举起50公斤的石头,也就是可以产生500牛顿的推举力,那么有4个人推着小华上地铁的时候,总的推力为2000牛顿。小华受到2000牛顿的力量,运动速度是多少呢?我们可以估计,在复兴门地铁被拥挤上地铁车厢的时候,小华的运动速度大约是每秒0.5米。半分钟也就是30秒后,小华被推上了车,车门关闭。这时,推力×(速度×时间)=推力的功=2000*(0.5*30)=30000瓦特。也就是说,这个时候,推力对小华一共做功为3万焦耳。

接下来,第二个过程是在车厢里被周围8个人挤住,小华受到这8个人的体温的热传导影响。到了车厢以后,小华会受到周围的8个人的体温对自己的热传导。正常情况下,每个人在地铁里相当于一个100瓦特的灯泡在发光发热,至少有20%的热量会通过热传导传到小华身上,那就是100瓦特×8×20%=160瓦特。假设小华从复兴门地铁站坐到下一站,即在西单地铁站下车,用了3分钟的时间,也就是180秒。所以,小华会接受到160×180=2.88万焦耳能量。

把前面的3万焦耳与现在的2.88万焦耳加起来,就是5.88万焦耳。这部分能量可以让小华的熵增加——也就是让小华变混乱——用能量除以体温就可以得到熵的增加值,也就是5.88万焦耳÷310开尔文(310开尔文也就是37摄氏度,即体温)=190焦/开。这就是小华的熵增加值。熵增加可以通过人体的出汗来减少,因为人体不能保持高熵、高混乱的状态。由于我们对人体的熵代谢率不清楚,所以暂时不能用这个数据计算。

这部分5.88万焦耳能量可以让多少水分蒸发呢?我们知道,水的汽化热是2260千焦/千克,所以5.88万焦的能量可以让26克的汗水蒸发。也就是说,从早晚高峰期时,我们坐两站地铁,就可以排出26克的汗。26克是多少,没有概念?额,就是半个鸡蛋那么多。这个减肥速度还是很可观的吧?

作者:张轩中

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