Wie viel Energie steckt in einem Löwen? [geschlossen]

Wow, als Astrophysiker, der sich gerade zum ersten Mal bei Biology SE angemeldet hat, hätte ich nicht gedacht, dass ich eine Frage hätte, die ich sofort beantworten könnte.

Sie haben Recht mit der Leistung der Sonne, also was ist mit dem Löwen?

Wenn sich der Löwe in seinem üblichen passiven Zustand befindet, dh herumliegt, wie in Ihrem Bild gezeigt, dann würden Sie nicht viel falsch machen, wenn Sie ihn als Schwarzkörperstrahler behandeln (nun, dies gibt Ihnen eine Obergrenze, obwohl das Emissionsvermögen der menschlichen Haut ist ziemlich hoch, also sollte es eine vernünftige Annäherung sein.). Um eine Leistung abzuschätzen, brauche ich die Temperatur eines Löwen und seine Oberfläche.

Laut dieser Seite beträgt die Körpertemperatur eines Löwen 311,33 Kelvin.

Ich fand einen Taschenrechner, der die DuBois-Formel für die Oberfläche (für Menschen) verwendete und 440 Pfund und 7 Fuß 10 für das Gewicht und die "Größe" eines (männlichen, erwachsenen) Löwen eingab - dies ergab eine Oberfläche von$3.6\ m^2$(etwa zweimal ein, männlicher Mensch, klingt also ungefähr ok).

Jetzt mit der Stefan-Boltzmann-Formel$P = \sigma A T^4$, bekomme ich die Leistung eines Löwen mit "schwarzem Körper" auf etwa 2 kW.

Daher$10^{12}$Löwen haben eine Leistung von$2\times 10^{15}\ W$, das ist 11 Größenordnungen kleiner als die Sonne.

Aber nehmen Sie jetzt die Frage in ihrer grundlegendsten Form. Im Vergleich zur Sonne ist der Löwe eine ziemlich effektive Energieerzeugungseinheit. Die Sonne erzeugt nur$2\times 10^{-4}\ W/kg$, während eine auf Löwen basierende Energiequelle mit einem massiven Gewicht einhergeht$10\ W/kg$!

BEARBEITEN: Beachten Sie, dass die Berechnung nur davon ausgeht, dass der Löwe diese Art von Leistung erzeugen kann, egal in welcher Umgebung er sich befindet. In der Praxis absorbiert ein Löwe einen großen Teil dieser Leistung aus seiner Umgebung und sein interner Stoffwechsel muss (und kann es wahrscheinlich nicht) liefern 2kW. Daher sollten die 2 kW bis zu einem gewissen Grad reduziert werden, obwohl ich mir nicht sicher bin, ob es vereinfacht ist$T^4 - T_{\rm env}^{4}$Die Berechnung kann korrekt sein, es sei denn, einer von Ihnen Biologen sagt mir, dass der Stoffwechsel eines Löwen abschaltet, sobald sich die (afrikanische) Umgebungstemperatur 311 K nähert (ich schätze, bei einem Menschen geht viel davon in den verdunstenden Schweiß?). Die Antwort ist unverändert.

Die Sonne wird gewinnen, bis Sie genug Löwen haben, um eine sternengroße Masse zu bilden.

Unter der Annahme, dass Ihre Löwen eine durchschnittliche Masse von 200 kg haben , was wahrscheinlich ziemlich nahe kommt, haben 1 Billion Löwen eine Masse von 2 × 10 ¹⁴ kg , was ziemlich nahe an der Masse von Remus liegt, einem Mond um den Asteroiden Sylvia. Die Masse der Sonne beträgt etwa 2×10 ³⁰ kg .

Ihre Löwen hätten also genug Masse, um durch die Schwerkraft in ein Objekt zerquetscht zu werden, aber wahrscheinlich nicht genug, um rund zu werden. Sobald sie zerkleinert sind, können sie keinen Stoffwechsel mehr durchführen.

Selbst wenn wir die Summe von 2 Billionen einzelnen Löwen berücksichtigen würden, würde die Sonne immer noch gewinnen, weil die Kernfusion chemische Reaktionen in Bezug auf die freigesetzte Energie vollständig übertrifft und die Masse der Sonne immer noch viel, viel, viel größer ist.

Wenn wir die Löwen jedoch irgendwie mit E=mc ² in Energie umwandeln , erhalten wir ungefähr 1,8 × 10 ³¹ J . Wenn Sie das also schafften, könnten Sie für sehr kurze Zeit mehr Energie freisetzen als die Sonne.

Ich werde dies aus dem Blickwinkel der Kraft bearbeiten, die die Tiere über einen längeren Zeitraum (z. B. 1 Stunde) produzieren könnten. Ich gehe davon aus, dass ein Löwe irgendwo zwischen der Kraft eines Menschen und eines Pferdes Energie produziert, da das typische Gewicht eines Löwen (180 kg/400 lb-ish für Männer) zwischen dem eines Menschen (80 kg/180 lb-ish) liegt. ish für Rüden) und ein Pferd (850 kg/1800 lb-ish für Zugpferde) .

• Mensch: 100 W
• Pferd: 746 W ("1 PS" oder 746 W, basiert darauf, wie viel Arbeit ein Zugpferd über einen längeren Zeitraum leisten kann)
• Löwe: 200 W?

Sie würden also 3,8 × 10 ²⁶ /200 oder 1,9 × 10 ²⁴ Löwen benötigen. Das sind keine Billionen, sondern etwa 2 Billionen Billionen Löwen. Die genaue Menge an produzierter Energie wird dies nicht allzu drastisch ändern, zB wenn unsere Löwen stattdessen 800 W produzieren, wären es 475 Milliarden Billionen Löwen.