Wie rechnet man bei Strava-Fahrten Kalorien in Watt um?

Aus meinem Kommentar eine Antwort machen:

Watt im Fahrradkontext werden normalerweise als mechanische Leistung am Rad (oder an der Kurbel) gemessen (oder geschätzt). Verbrannte Kalorien sind die (geschätzte) Gesamteingangsenergie. 2720 ​​kcal sind 11,3 MW. Über 4h3m ist das ein Durchschnitt von 765W Gesamtleistung (Wärme + Mechanik). Unter der Annahme einer Muskeleffizienz von 22 % wären das 168 W durchschnittliche mechanische Ausgangsleistung.

Normalerweise werden die verbrannten Kalorien basierend auf der gemessenen mechanischen Leistung geschätzt. Die große Ungewissheit ist wirklich die Muskel(in)effizienz. Ich erinnerte mich dunkel an 30 %, aber eine schnelle Google-Suche zeigt 18 – 24 %. Es ist individuell sehr unterschiedlich und hängt auch von der Intensität ab.

Kleines Detail für das allgemeine Publikum: Bei der fraglichen Fahrt fehlen tatsächliche Leistungsmessermessungen. Es ist ziemlich wahrscheinlich, dass die betreffende Radfahrerin ihre Leistungsmesserdaten von Strava fernhalten wollte, da sie eine prominente professionelle Straßenrennfahrerin ist.

Wenn keine Leistungsmesserdaten vorhanden sind, schätzt Strava die Leistung mithilfe eines Algorithmus. Es hat die Geschwindigkeit vom Fahrradcomputer (wenn die Geschwindigkeit jedoch per GPS gemessen wurde, gibt es einige Ungenauigkeiten). Es kennt auch das Höhenprofil der Route. Es sollte auch das Gewicht des Fahrers kennen – oder zumindest das Gewicht, das der Fahrer in Strava eingegeben hat, das aktuell sein kann oder nicht. Es werden Annahmen über den Rollwiderstand und verschiedene Dinge im Zusammenhang mit dem Luftwiderstand getroffen. Insbesondere ändert sich die Luftdichte mit der Temperatur, und ich glaube, Strava geht für alle Fahrten von einer Temperatur von etwa 15 ° C aus. Es geht auch vom Widerstandsbeiwert des Fahrers aus - und dieser variiert je nach Position und in geringerem Maße je nach Fahrrad.

Somit sind die vom Algorithmus geschätzten Leistungsdaten eine bestmögliche Schätzung. Für viele Athleten mögen sie gut genug sein. Es kann einige Grenzfälle geben, in denen sie eine schlechte Schätzung sind - zB wenn Ihre Position besonders aerodynamisch oder nicht aerodynamisch ist, wenn der Luftdruck deutlich von der Annahme abweicht usw. Dies hat also keinen Einfluss auf die Berechnung von gemeldet Kalorien zu durchschnittlicher Leistung während der Fahrt. Es wirkt sich mehr auf die Gültigkeit der geschätzten Leistung aus.

Ein weiterer Schritt in der Arithmetik ist, wie andere bereits erwähnt haben, die Annahme der Bruttoeffizienz. Das heißt, normalerweise misst ein Leistungsmesser die Leistung, die Sie in den Antriebsstrang stecken. Allerdings sind unsere Körper nicht vollkommen effizient darin, Energie aus der Nahrung in Bewegung umzuwandeln, was die Gesamteffizienz des Fahrers angeht. Die geleistete Feldarbeit auf Strava, die in kJ angegeben ist, ist also die Menge an Arbeit, die Sie an Ihrem Antriebsstrang geleistet haben, gemessen vom Leistungsmesser oder dem Strava-Leistungsalgorithmus. Das Feld „Kalorienverbrauch“ in Kalorien ist ein Schätzwert dafür, wie viel Energie Ihr Körper verbrannt hat, um die angegebene Menge an Arbeit am Antriebsstrang zu verrichten.

Eine Studie, die ich fand (und in einem Kommentar zitierte), schätzte, dass die durchschnittliche Bruttoeffizienz der Stichprobe erfahrener Radfahrerinnen 23,2 % betrug, mit einer Standardabweichung von 3,5 Prozentpunkten um ihre funktionelle Schwellenleistung herum. Das heißt, wenn die Stichprobe repräsentativ ist, sollten 95 % der weiblichen Radfahrer eine Bruttoeffizienz innerhalb von etwa 2 Standardabweichungen vom Mittelwert haben – was einen Bereich von 16,2 % bis 30,2 % impliziert. Das ist eine ziemlich große Bandbreite. Männer haben möglicherweise eine etwas geringere Bruttoeffizienz.

Dies ist nur eine Studie. Möglicherweise gibt es andere Studien zur Bruttoeffizienz, nach denen ich nicht gesucht habe. Wenn Sie auf Pubmed suchen, ist „Bruttoeffizienz“ möglicherweise ein Standardschlüsselwort, das die Suche erleichtern würde. Beachten Sie jedoch, dass möglicherweise nicht alle Studien dasselbe Standardschlüsselwort verwenden. Im Gegensatz zur funktionellen Schwellenleistung glaube ich nicht, dass es eine praktische Möglichkeit gibt, Ihre eigene Bruttoeffizienz außerhalb eines Labortests in einem Trainingsphysiologielabor zu messen.

Als ein funktionierendes Beispiel aus meinen Workouts berichtete Strava auf einer kürzlichen 78,4-Meilen-Fahrt:

• 1.916 kJ Gesamtarbeit (dh am Antriebsstrang gemessen)
• 1.963 verbrannte Kalorien (d. h. geschätzte Arbeit meines Körpers)

Der ursprüngliche Beitrag ist richtig, dass Kalorien und kJ tatsächlich die Gesamtenergie messen. Unter Verwendung des Umrechnungsfaktors von 4,184 Kilojoule (dh Tausend Joule, die der OP übersehen hat) auf 1 Kalorie erhalten wir geschätzte 8.213,192 kJ, die vom Körper verbrannt werden.

Der Kommentar von RChung besagt, dass Strava von einer Bruttostoffwechseleffizienz von etwa 0,215 ausgeht, dh Strava geht davon aus, dass jede vom Körper verbrannte Kalorie 0,215 Kalorien Arbeit in den Antriebsstrang steckt. Die verlinkte Studie berichtet, dass der durchschnittliche GE für trainierte männliche Radfahrer bei 60 % der maximalen aeroben Leistung 0,217 betrug (mit einer Standardabweichung von 0,016). Ich glaube, dass 60 % des MAP um eine Tempogeschwindigkeit herum liegen, vielleicht um die 60-70 % der funktionellen Schwellenleistung. Wenn ich 1.916 (Gesamtarbeit für den Antriebsstrang) durch 8.213 (vom Körper verbrauchte Energie) dividiere, erhalte ich 0,233.

Wenn ich die 1.916 kJ Arbeit, die am Antriebsstrang geleistet wird, nehme und durch 0,217 dividiere (durchschnittliche Effizienz eines trainierten männlichen Radfahrers), bekomme ich 8.829 kJ Energie, die vom Körper verbrannt wird. Das sollten 2.110 Kalorien sein.

Nun zur Veranschaulichung der Auswirkung individueller Variationen. Etwa 68 % der Menschen liegen innerhalb einer Standardabweichung vom Mittelwert einer Normalverteilung, dh wir würden erwarten, dass 68 % der trainierten männlichen Radfahrer GEs zwischen 0,201 und 0,233 haben. Diese übersetzen in Kalorien (dh vom Körper verbraucht) Schätzungen von 2.278 und 1.965. Es ist ein größerer Bereich, wenn Sie Personen innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Durchschnitt betrachten.

Wenn Sie eine strenge Diät einhalten, denken Sie grundsätzlich daran, dass Sie Ihre Aufnahme auch mit einem Leistungsmesser in Abhängigkeit von anderen Messungen verfeinern sollten, z. B. sich regelmäßig zu wiegen. Mir ist derzeit keine praktikable Methode zur Schätzung Ihrer eigenen Bruttoeffizienz bekannt.

Jeder Fahrer hat eine andere Effizienz, was die Dinge geringfügig ändert, aber eine häufig verwendete Formel, die eine „gut genug“-Schätzung liefert, lautet:

Benötigte Kalorienzufuhr (kcal) = Watt * Stunden * 4

Wir können dies neu anordnen, um Watt aus Kalorien (kcal) zu schätzen:

Watt = Kalorien / (Stunden * 4)

Ich möchte darauf hinweisen, dass für die Fahrt, die Sie mit der durchschnittlichen Leistung verknüpft haben, keine besonders nützliche Metrik ist - es gibt viel Klettern / Absteigen. Es ist wahrscheinlich, dass das Klettern mit einer viel höheren Leistung und das Absteigen viel niedriger durchgeführt wurde.

Bearbeiten: Einschließlich der vollständigen Mathematik für die Kommentatoren und Downvoter.

100 Watt = 100 J/s

100 J/s * 3600 (Sekunden pro Stunde) = 360000 J/Std

360000 / 4,186 = 86001 Kalorien = 86 kcal (Kalorien) pro Stunde

Beachten Sie den Unterschied zwischen Kalorien mit einem kleinen c und der Nahrungseinheit mit einem großen C

Radfahrer haben je nach Person eine Effizienz zwischen 18 und 25 % - die Zahl in der Mitte dieses Bereichs liegt bei 21,5 %

Benötigte Kcal, um 1 Stunde lang 100 W an den Pedalen zu erzeugen = 86 / 0,215 = 400 kcal

Ich denke, es gibt ein grundlegendes Missverständnis in der Frage, das keine der Antworten hervorhebt. Die vorhandenen Antworten scheinen nur hervorzuheben, dass es zwei Energiemaße gibt, Energieeingang und Energieausgang, scheinen jedoch zu übersehen, dass derjenige, der diese Frage gestellt hat, offensichtlich nicht weiß, was der Unterschied zwischen Energie und Leistung ist.

Kalorien und Joule sind ein Maß für Energie. Energie ist etwas, das zum Beispiel Nahrung enthält. Mehr Nahrung, mehr Energie.

Watt ist ein Maß für die Leistung, die Rate der Energieübertragung. Ein Watt ist ein Joule pro Sekunde.

Beachten Sie auch, dass Kalorien sich entweder auf echte Kalorien oder Kilokalorien beziehen können. Um Kilokalorien aus Kalorien zu erhalten, dividiere durch 1000; Um Kalorien aus Kilokalorien zu erhalten, multiplizieren Sie mit 1000. Wenn jemand Kilokalorien sagt, können Sie ihm vertrauen. Wenn jemand Kalorien sagt, kann es sich entweder auf echte Kalorien oder auf Kilokalorien beziehen. Sie müssen beide ausprobieren und sehen, welche Einheit vernünftige Werte liefert.

Wenn Sie also in einer Fahrt von 15 Minuten 120 Kilokalorien verbrennen, sind das 4,184 * 120 * 1000 = 502080 Joule. 15 Minuten sind 900 Sekunden. Die Rate der Verwendung zusätzlicher Nahrungsenergie beträgt also 502080/900 = 557,87 Watt (oder Joule pro Sekunde). Natürlich verwendet der Radfahrer bei dieser Fahrt auch Energie, die für den Grundstoffwechsel benötigt wird, die 557,87 Watt ist die Rate, mit der zusätzliche Nahrungsenergie über die des Grundstoffwechsels hinaus verbraucht wird.

Sie können es dort belassen, wenn Sie am Energieeintrag interessiert sind. Wenn Sie jedoch eine Energieabgabe wünschen, müssen Sie wissen, wie effizient ein Mensch Nahrungsenergie in mechanische Energie umwandelt. Ich nehme an, dass 25 % ein vernünftiger Umwandlungswirkungsgrad sind, das würde 0,25 * 557,87 W = 139,47 W ergeben. Daraus können wir erkennen, dass die von mir erfundenen Werte nicht für einen Rennradfahrer waren, sondern eher für einen gelegentlichen Sonntagsfahrer als Rennradfahrer mehr Leistung bringen würde.

Beachten Sie, dass sowohl 557,87 W als auch 139,47 W korrekt sind. Die 557,87 W ist die Rate, mit der der Radfahrer zusätzliche Nahrungsenergie sowohl in mechanische Energie als auch in Wärme umwandelt. 139,47 W ist diese mechanische Energie. Die Wärme wäre dann 557,87 W - 139,47 W = 418,40 W. Die erzeugte Wärme ist der Grund, warum Radfahrer schwitzen.

Um Watt aus Kalorien zu berechnen, braucht man also auch die Dauer der Fahrt, nur Kalorien reichen nicht aus. Wenn Sie das nicht wissen, können Sie nicht sagen, mit wie viel Watt der Radfahrer Strom erzeugt. Es kann sein, dass die Fahrt eine kurze intensive Fahrt ist und die Stromerzeugungsrate extrem ist, was nur Rennradfahrer erreichen können. Es kann auch sein, dass die Fahrt eine lange Gelegenheitsfahrt ist und die Stromerzeugungsrate praktisch nichts ist, was von einem Sonntagsradfahrer leicht zu erreichen ist. Beide dieser beiden Fahrten können die gleiche Menge an verbrannten Kalorien haben.