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호흡을 통해서 얼마나 살이 빠질까?

중학교 때 호흡에 대해서 배울 때부터 뇌내망상해왔던 주제가 있다.

우리가 숨을 들이쉬고 내쉴때 산소를 들이키고 이산화탄소를 내뿝는다. 그런데 산소의 분자량은 32이고 이산화탄소는 분자량이 44이다. 그렇다면, 이렇게 호흡을 통해서 들어오는 질량이 나가는 질량보다 작은것이다. 즉! 호흡을 통해서 우리의 체중은 줄어드는 것이다!

과연 호흡을 통한 질량 손실은 대략 얼마나 될까?

오늘 늦은 오후에는 공부방 동료이자 같이 사는 친구 코지와 함께 수치적으로 행렬의 고유값과 고유벡터를 구하는 놀이를하다가, 저녁때(방금전)에는 코지와 소변/대변을 통해서 잃는 체중(질량)에 대해서 이야기하다가 조금씩 논의가 진전되어서 위에서 말한 호흡으로 잃는 체중(질량)에 대해서 계산해보았다.

1. 일단 1회 호흡량은 0.5리터정도이다. 들숨 중 5%정도에 해당하는 산소가 날숨에서 이산화탄소(날숨중 5%)로 바뀌어서 나온다.

2. 0.5리터의 5%는 대략 800분의 1몰이다. (섭씨 0도, 1기압에서 22.4리터가 1몰개의 기체분자를 포함하고 있다.)

3. 산소와 이산화탄소의 분자량차이는 12이므로 한번의 호흡에서 잃는 질량, 즉 들숨의 질량과 날숨의 질량차이는 12/800 그램이다.
4. 사람은 1분에 12번 정도 숨을 쉰다. 즉 144/800 그램이고 24시간으로 계산하면 260그램정도가 된다.

5. 지방은 워낙에 분자식이 복잡하므로 포도당 C6H12O6 분자식을 이용하면 탄소는 날숨으로 나가고 수소와 산소는 소변등으로 나간다고 가정할때에 탄소와 물의 질량비는 72:108 즉 1:1.5이다. 따라서, 260그램의 탄소를 날숨으로 잃는 사이에-다시 말해서 몸안의 에너지원을 분해하고 남는 물질을 외부에 버릴때 탄소와 더불어-이로 인해서 390그램 정도의 물을 버리게 된다. 이 물은 음료수로 마시는 물과는 다른 경우이다.

6. 즉, 단순한 호흡만으로 650그램 정도의 질량을 잃게된다! 여기서는 호흡량을 한 번에 0.5리터, 분당 12회로 계산했는데 이는 흔히 말하는 기초대사량과 더불어서 간단한 신체활동을 할 때의 호흡량일 것이다.

7. 이를 이용하면 운동을 심하게 할 때에 호흡량이 얼마나 많아지는지를 확인해서 (먹는것을 조절한다면) 얼마나 체중을 뺄 수 있을지 추산할 수 있다.

by 질럿 | 2009/08/01 15:17 | 생활의 발견 - 과학기술 | 트랙백 | 덧글(0)

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