Les besoins énergétiques de l'être humain

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Fiches
Classe(s) : 1re ST2S | Thème(s) : L'analyse des besoins énergétiques pour une alimentation réfléchie

A Les formules de Harris et Benedict (1919)

Les scientifiques Harris et Benedict ont donné 2 formules de calcul de la dépense énergétique de base pour 24 heures en kilocalories selon le sexe de l’individu :

pour un homme : 13,75 × poids (kg) + 500,33 × taille (m) - 6,76 × âge (an) + 66 ;

pour une femme : 9,56 × poids (kg) + 184,96 × taille (m) - 4,68 × âge (an) + 655.

Exemples

Pour une femme de 18 ans dont la masse est 52 kg pour une taille de 1,65 m, la dépense énergétique de base vaut : 9,56 × 52 + 184,96 × 1,65 - 4,68 × 18 + 655 = 1 373 kcal.

Pour un homme de 18 ans dont la masse est 60 kg pour une taille de 1,78 m, la dépense énergétique de base vaut : 13,75 × 60 + 500,33 × 1,78 - 6,76 × 18 + 66 = 1 660 kcal.

L’unité d’énergie est le joule, cependant la kilocalorie est encore largement utilisée dans le domaine de la santé. Les conversions sont : 1 kcal = 4,18 kJ = 4,18 × 103 J. Ainsi, la dépense énergétique de base pour l’homme de l’exemple vaut 1 660 kcal = 6 939 kJ et pour une femme 1 373 kcal = 5 739 kJ.

B Les pertes de chaleur

Les pertes de chaleur du corps humain se font par transferts thermiques qui sont des modes de transfert d’énergie. Ils s’expriment en joule (J). Ce sont surtout la conduction et la convection qui interviennent.

aLa conduction

La conduction thermique est le phénomène qui permet d’avoir une température homogène au sein d’un corps. La conduction se produit par la transmission de l’agitation thermique de proche en proche entre molécules ou atomes, que ce soit pour un solide, un liquide ou un gaz.

Exemples

La peau est au contact des habits ou de l’air directement, sa température va dépendre de la température extérieure, de l’épaisseur et de la nature des habits portés. Au contact de l’eau, le transfert thermique est plus important qu’au contact de l’air pour une même surface exposée.

bLa convection

La convection est un transfert d’énergie thermique assuré par le mouvement des particules au sein d’un liquide ou d’un gaz. Ceci se réalise si le liquide ou le gaz est en mouvement.

Exemples

Si un mouvement d’air s’opère près de notre corps, on ressent une variation de la température plus importante car il y a plus d’échanges thermiques.

cL’évaporation

L’évaporation correspond à un transfert d’énergie thermique assuré par le changement d’état de l’eau à la surface de la peau (produite par transpiration) : la quantité d’énergie échangée peut être importante.

Exemple

C’est ce phénomène qui permet également le séchage du linge, d’autant plus rapide s’il y a du vent.

C La transformation endothermique ou exothermique

Lorsque nous recevons de l’argent, nous le comptons positivement ; lorsque nous le dépensons, le décompte est négatif. Ce sont les mêmes règles en physique et en chimie :

une transformation physique ou chimique exothermique cède de la chaleur, l’énergie est comptée négativement. Une combustion est exothermique, la liquéfaction l’est aussi ;

une transformation physique ou chimique endothermique nécessite de la chaleur, l’énergie est comptée positivement. Il faut fournir de l’énergie à des glaçons pour les faire fondre.

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