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weiterbildung
wP
Eine der wichtigsten Aufgaben des Physikunter-
richts ist meiner Meinung nach die „Aufklärung“.
Die Schülerinnen und Schüler sollen verstehen,
wie Wissenschaften generell „funktionieren“, sie
sollen zwischen Hypothesen und Theorien unter-
scheiden können und die Begriffe Falsifikation und
Paradigmenwechsel begreifen. Sie sollen somit im
späteren Leben zwischen Wissenschaft und Schar-
latanerie bzw. Esoterik unterscheiden können.
Im Kompetenzmodell wird diese Fähigkeit in ei-
nem Deskriptor der Handlungsdimension sub-
summiert: „Ich kann einzeln oder im Team fach-
lich korrekt und folgerichtig argumentieren und
naturwissenschaftliche von nicht-naturwissen-
schaftlichen Argumentationen und Fragestellun-
gen unterscheiden.“
Im Folgenden möchte ich zwei Beispiele geben, wie
man zwei sehr populäre aber falsche Ansichten
mit Hilfe einfacher Abschätzungen (Fermi-Rech-
nungen) enttarnen kann. Diese falschen Ansichten
lauten:
1) Man kann 5 kg in einer Woche abnehmen.
2) Durch wenige Minuten Sport am Tag erzielt man
innerhalb kurzer Zeit sichtbare Abnehmerfolge.
Ad 1) Zunächst muss man klar-
stellen, dass mit 5 kg in einer
Woche natürlich die ungeliebten
Fettpölster gemeint sind. Eine
Massenreduktion um einige Ki-
logramm kann in wenigen Stun-
den erfolgen, wenn man sehr viel
schwitzt und diese Flüssigkeit
nicht ersetzt.
Das ist im Folgenden aber nicht
gemeint. Um die Abschätzung
durchführen zu können, muss
man ein paar Vorinformationen
besitzen.
„Aufklärung“ durch zwei Fermi-Rechnungen
• Nahrung transportiert Energie in den Körper
(siehe Abbildung). Gleichzeitig gibt es durch
den Energieumsatz einen Strom an Energie
aus dem Körper heraus. Gemäß dem Energie-
erhaltungssatz gilt: Ist der Input größer als der
Output, bleibt netto im Körper ein Überschuss
an Energie zurück, der in Form der Fettreser-
ven angelagert wird. Ist jedoch der Output in
Summe größer, fließt Energie aus den Fettde-
pots ab, und diese werden kleiner. Halten Input
und Output einander die Waage, bleibt auch die
Masse gleich.
• Ein Kilogramm Körperfettgewebe hat einen
Brennwert von etwa 30.000 kJ.
• Der Tagesumsatz eines Menschen liegt bei rund
10.000 kJ.
Ausgestattet mit diesen Vorinformationen kann
man nun eine einfache Abschätzung durchfüh-
ren. Der Extremfall der Reduktion des Inputs ist
die Nulldiät. In diesen Fall nimmt man nur Flüs-
sigkeiten zu sich, aber keine Stoffe mit Brennwert.
Nachdem der Input auf null sinkt, der Output aber
nach wie vor 10.000 kJ pro Tag beträgt, wird man
auf diese Weise in drei Tagen 30.000 kJ und somit
1 kg Körperfettgewebe los. Auf die Woche hochge-
rechnet bedeutet das somit maximal 2 1/3 kg. Man
kann also den Schluss ziehen: 5 kg Fettabnahme in
einer Woche sind ausgeschlossen!
Martin Apolin
Energiebilanz beim Menschen (Grafik: Janosch Slama)
