Hvor mye energi er det i en sukkerbit? (En lang vits om fysikeren, kjemikeren og biologen.)

Brennende sukker

Brennende sukker - men hvor mye energi?

En fysiker, en kjemiker og en biolog diskuterer over et glass vin. Samtalen kommer inn på et av livets sentrale spørsmål:

“Hvor mye energi er det i en sukkerbit?”

“Enkelt”, sier fysikeren. “Det kommer an på hvor sukkerbiten ligger. La oss anta at den ligger på et bord som er halvannen meter høyt. Sukkerbiten veier omtrent fire gram. Da forteller fysikken oss at den potensielle energien til sukkerbiten er massen ganger høyden ganger tyngdens akselerasjon. I tall blir det…” (her trekker fysikeren frem en linux-basert smart-telefon og taster litt) “1.5 meter ganger 0.004 kilo ganger 9.81 meter per sekund i annen… som er lik… 0.06 Joule. Sånn omtrent. Sett at du har en vekt på en kilo så vil den energien rekke til å løfte vekten omtrent seks millimeter opp…”

Kjemikeren og biologen stønner begge høyt. “Din pedantiske fagidi…” begynner kjemikeren, men blir avbrutt av biologen.

“Det som betyr noe”, sier biologen høyt, “er såklart næringsverdien. Hvor mye kroppen din kan trekke ut av en sukkerbit når du spiser den.” (Fysikeren himler med øynene og legger bort telefonen.) “Hvis du sjekker varedeklarasjonen på en pakke sukker, og bruker vekten på fire gram som du akkurat ga oss, så kan vi lett regne ut at sukkerbiten inneholder omtrent 10 (mat-)kalorier. For matvarer betyr en kalori at kroppen tar opp omtrent fire kiloJoule, altså fire tusen Joule. Sukkerbiten gir altså 10 ganger fire tusen Joule, eller hele førti tusen Joule. Skal vi snakke om å løfte vekter må vi ta med at kroppen ikke er så god til å omgjøre mat til muskelkraft – bare omtrent en fjerdedel kan brukes til det. Så si at 12 tusen Joule kan brukes til vektløfting – det vil si at vekten din på en kilo…» (Kjemikeren drar frem en iphone.) «…kan løftes over en kilometer opp, bare på en enkelt sukkerbit. Litt forskjell der, du…»

Mens biologen snakker får kjemikeren tankerynker i pannen. «Jo, et imponerende tall, men jeg har alltid vært litt skeptisk til tallene på matvarer. Kan vi ikke måle dette på en annen måte, så vi ikke trenger å bekymre oss om hvor god kroppen er til å trekke energi ut av sukkerbiten?

Se det slik: En sukkerbit er proppfull av energi – alle molekylene har kjemiske bånd som holder dem sammen. Ved å sørge for å bryte eller endre alle disse båndene, for eksempel ved å brenne sukkerbiten snarere enn å fordøye den, burde vi kunne trekke ut futt på samme måte som kroppen gjør. Ta en titt på youtube på den iPhone’en din. Sukker brenner ikke sånn uten videre, men hvis du dekker sukkerbiten med litt aske – som vil fungere som en katalysator for reaksjonen – så flammer den opp. Absint fungerer også for dem som liker sånt.

Sukkerbiten brenner med en fin flamme i minst 60 sekunder. Dette kan vi regne litt på. Tipp at flammen er på ca. 1500 grader Celsius, som er en ganske gjennomsnittlig verdi. Tipp også at flammen er kuleformet, med radius på en centimeter. Da kan vi, ved hjelp av Stefan-Boltzmanns lov…» («SKÅL» roper fysikeren, imponert over kjemikerens fysikk-kunnskaper) «…regne ut luminositeten til det brennende sukkeret – eller hvor mye energi brannen produserer per sekund.» Kjemikeren drar frem en velbrukt CASIO grafisk kalkulator, taster en stund, og får et fornøyd uttrykk i ansiktet. «Omtrent 750 Watt. En Watt er en Joule per sekund, og hvis sukkeret brenner i 60 sekunder, får vi førtifem tusen Joule ut.

Jøss – det er jo nesten samme tall som biologien ga oss. Skål!»

Det skåles, men så føler kjemikeren og biologen et par granskende øyne hvilende på seg.

«Pingler» sier fysikeren lurt.

«Hæ?» svarer de andre. «Har ikke du og fysikken din alt kommet med deres innspill, og var det ikke nettopp det som var det mest pinglete? Vi to ble jo til og med enige!»

Fysikeren smiler og tar en slurk vin. «Nei, bi litt nå. Vil dere vite hvor mye man virkelig – i prinsippet – kan få ut av en sukkerbit? I følge relativitetsteorien er energi lik masse ganger lyshastigheten kvadrert, eller E=mc2. Stoff og energi er egentlig samme sak. Det er dette som holder solen brennende, og som er prinsippet bak kjernekraft. Kunne vi virkelig utnyttet all energien i en sukkerbit ville vi fått… Skal vi se… Massen var 0.004 kilogram, lyshastigheten er omtrent tre hundre tusen kilometer per sekund,» (den linux-baserte smart-telefonen er nå fremme igjen) «så da får vi cirka 40000000000000 Joule. Ti tusen GigaJoule om du vil. Hvor mye er egentlig det? Jo: Et kraftverk som leverer en GigaWatt er ganske heftige greier, og en Watt er en Joule per sekund – et sånt kraftverk ville altså kunne gått i ti tusen sekunder, eller i nesten tre timer, på en eneste sukkerbit. Eller litt mindre hvis vi tar med at kraftverk heller ikke er perfekte, da.»

Fysikeren lener seg fornøyd tilbake, vel vitende om at dette tallet ikke kan toppes innenfor vitenskapen som er kjent i 2011.

Moralen er: Man skal ikke kimse av energien i en sukkerbit. Ei heller av mengden energi som kan brukes på å diskutere og beregne førstnevnte energi. Og lære av det, det kan man definitivt.

Ikke morsomt nok til å kalles en vits? Nei vel… Prøv denne i steden da:

One comment

  1. best blender · oktober 13, 2014

    Magnificent goods from you, man. I’ve understand your stuff previous to and you are just extremely wonderful.
    I really likke what you have acquired here,
    really like what you are stating and the way in which you say it.
    You make iit entertaining and you still care for to keep it sensible.

    I can’t wait to read far more froim you. This is eally a wonderful website.

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s