Er forbrændingsmotoren mere effektiv end mennesket?

Tallene passer ikke!

"En liter benzin indeholder mere energi, end jeg umiddelbart forestillede mig – givetvis omkring 40-60 MJ – og en knallert kører cirka 20-25 kilometer per liter.

En cyklist bruger kun 3-4 MJ i timen på at køre en tilsvarende distance. Heraf går 75-80 procent af energien til kropsfunktion/varme og resten til ydre arbejde på pedalerne.

Så en menneskemotor er langt mere effektiv end en knallertmotor. Cyklisten vil kunne køre 10 gange så langt som knallerten med den samme påfyldning af energi."

Hvis mennesket bruger 3,6 MJ/h, er effektforbruget 1000 W! Så meget kan måske en 100 m-løber yde i 10 sekunder, men et cyklende menneske yder ikke mere end ca 150 W ved moderat hastighed (15-20 km/h). Det er ikke mere end 50-60 W mere end når man debatterer på ing.dk (uden at hidse sig op! ;-)) Når man cykler 30 km, skal man altså indtage ca 0,36 MJ ekstra.

En gammeldags knallert (typen cykel med hjælpemotor) kunne snildt køre 100 km/l. Den brugte altså ca 15 MJ for at køre 30 km. Mennesket vinder altså med ca en faktor 45. Hvis man regner menneskets tomgangseffekt med, vinder mennesket stadig med ca en faktor 15!

Og så glemte Kurt Jensen at nævne at menneskets forbrændingsprodukter er meget mindre problematiske!

Forfærdelig besvarelse

Besvarelsen er jo helt hen i vejret. Man spørger en mand, som starter med at sige at han ikke har forstand på væsentlige dele af emnet - hvilket også tydeligt fremgår af besvarelsen.

Jeg synes ærligt talt ikke man kan være bekendt at bringe en artikel der er så dårligt researched.

Du kan _ikke_ sammenligne hvor langt en knallert går på literen, med hvor meget energi en menneske bruger på en cykel, fordi:

* Knallerten er meget tungere end cyklen.
* Knallerten har mere luftmodstand end cyklen.
* Knallerten er et dårligt udtryk for hvor effektiv selve motoren er.
* Det er utrolig stor forskel på hvor brændstoføkonomiske knallerter/motorer er.
* Knallerten kører typisk væsentligt hurtigere, og bruger derfor meget mere energi.

Jeg vil vove den påstand at den moderne forbrændingsmotorer kan være mere effektive end mennesker.
Når der afsættes en effekt på 100 W i en cykel, så vil mennesket cirka det 5-dobbelte (altså 500 W) totalt set - altså en effektivitet på 20 %.
Tabet går til alle mulige andre kropsfunktioner, og som varme når energien i glucose/stivelse omsættes til ATP, som er musklernes direkte brændstof
Oveni det så er menneskets fordøjelse langt fra 100 % effektiv, til at hente energien ud af vores mad.


Alt i alt er menneskets effektivitet, fra føde til konkret arbejde, langt, langt under 20%.
En moderne forbrændingsmotor kan gøre det væsentligt bedre (uden at have præcise tal mener jeg vi er oppe på omkring 30 %). Den får så også det rå brændstof direkte, hvor mennesket selv skal optage den fra maden.

Vh Mikkel

Kr/km er måske mere fair

Et menneske spiser ikke benzin, men der indgår olie i madproduktion og transport af mad. Derfor må sammenligningen nødvendigvis ses i sammenhæng med den infrastruktur, som motorerne bruges i. Lad os antage at:

Gulerødder har har 0,15MJ/kr
Hakket oksekød har 0,2MJ/kr
Mælk 0,3MJ/kr
Kiks har 1MJ/kr
Havregryn 2MJ/kr

Og lad os antage at en sund kost i gennemsnit koster 1kr/MJ. I virkeligheden er prisen nok højere.

En mand på 95kg forbruger cirka så meget mad (fra madlog.dk):

Tomgang: 0,3MJ/t (medtaget for sammenligningens skyld, udregnet som døgnforbrug ved inaktivitet divideret med 24 timer)
5km/t gang: 1,4MJ/t eller 0,28kr/km
10km/t løb: 4MJ/t eller 0,4kr/km
16km/t løb: 6MJ/t eller 0,375kr/km
20km/t cykling: 3,2MJ/t eller 0,16kr/km
30km/t cykling: 4,7MJ/t eller 0,16kr/km

En en bil koster 1-5kr/km, og en knallert koster også en del, men hvis vi ser på det rene benzinforbrug for en VW Lupo 3L, så:

Brændstofspris: 11kr/liter
Forbrug: 3liter/100km
Benzinudgift: 11*3/100=0,33kr/km

Dvs. brændstoffet til bilen er billigere end til løberen, selv om bilen kører meget, meget hurtigere.

Jeg kan ikke forestille mig, at en dieselmotor på en cykel skulle koste mere i brændstof end et menneske.

Nu kan man så argumentere for, at der indgår mere olie i produktion af en liter brændstof, end i mad - men er vi egentlig sikre på det? En væsentlig del af brændstofprisen er trods alt skat.

Re: Effektivitet

Kommentart til Kurt Jensen.
Det er jo igen imponerende at en "ekspert" giver et sådant "goddag man økseskaft" svar. Fik eksperten et helt andet spørgsmål end overskriften antyder?

Der må være en uendelighed af målinger på trædecykler eller andet med samtidig måling af CO2 der kan give en god vurdering af sammenhængen mellem afleveret effekt og forbrænding. Selvfølgelig kan der være en vis tvivl om hvad der forbrændes, men det må være muligt at give et godt bud på den menneskelige motors effektivitet med tilhørende usikkerhedsinterval. Eventuelt opgør det som afhængighed af hvad der forbrændes.
Så venligst Kurt: Find ud af hvor meget indfyret/forbrændt effekt der bliver til arbejde for et menneske. Så kan vi andre godt sammenligne det med øvrige motorers effektivitet. Vi forlanger ikke at du kender noget til knallerter eller biler, men vi forventer, at du har en viden om mennesket som motor. Så venligst fortæl om det og prøv at holde det i samme enheder, helst Watt ellet KW for både forbrænding og afleveret effekt.

Lige dårlige?

Wikipedia siger om emnet: "Virkningsgrad ved animalsk arbejde
En biologisk organisme – også menneskekroppen – kan opfattes som en maskine der omdanner en del af den kemiske energi i føden til mekanisk arbejde. Nyttevirkningen er typisk lav – af størrelsesorden 20 %, hvilket svarer til nyttevirkningen af en benzinmotor."

Det er dog mit indtryk, at en firetaktsmotor er væsentligt mere økonomisk end end en totaktsmotor, som de fleste knallerter er forsynet med.

Re: Lige dårlige?

Det er dog mit indtryk, at en firetaktsmotor er væsentligt mere økonomisk end end en totaktsmotor, som de fleste knallerter er forsynet med.

For små motorer, ja - for store motorer, nej.
De nyeste store totaktsmotorer på skibe ligger på en virkningsgrad lige over 50%.
http://en.wikipedia.org/wiki/W...96-C

Animalsk virkningsgrad

I 1963 havde vi en biologilærer i gymmeren som også var idrætslærer,og han lod os måle og beregne den animalske virkningsgrad.Det var mig der skulle stige op og ned af en plint med veldefineret frekvens og så måltes CO2 strømmen.Resultatet var så vidt jeg husker 27 %.

Virkningsgrader dur ikke her

En sammenligning af virkningsgrader kræver, at brændstoffet og ydelsen er sammenlignelige, for ellers er sammenligningen ikke anvendelig i praksis. Det er jo ikke interessant at vide, hvor langt et menneske kunne køre på en liter benzin, hvis mennesket kunne spise benzin... og knallerten kan ikke forbrænde kød.

I stedet kan vi spørge: "Hvem kører længst på en liter olie, der pumpes op fra havbunden, motoren eller mennesket?", og her er der vist ingen tvivl om, at motoren kommer længst, selv om den skal trække et menneske.

Hvis man gjorde fødevareproduktionen uafhængig af olie, så er jeg ikke sikker på, at den ville blive mere energieffektiv - en motor med biofuel er nok en væsentligt bedre ide end en hest til at trække en plov. Hertil kommer, at hesten også skal have mad selv når den ikke yder.

Re: Re: Lige dårlige?

For små motorer, ja - for store motorer, nej.
De nyeste store totaktsmotorer på skibe ligger på en virkningsgrad lige over 50%.
http://en.wikipedia.org/wiki/W...96-C

Pas på ikke at sammenligne en 2-takt benzinmotor med en 2-takt dieselmotor. Der er tale om to ret forskellige motorkonstruktioner. Dieselen er langt mere kompliceret i opbygningen, hvor i mod benzin 2-takteren er én af de simplest konstruerede forbrændingsmotorer overhovedet (kun 5 bevægelige dele i en 1-cylindret) - primært fordi den skal være så kompakt så mulig.

Skylleprocessen (som er et kritisk punkt i enhver 2-takter) i dieselmotoren kan således foregå meget mere effektivt end benzinmotoren. Dertil kommer at dieselbrændstoffets overlegne effektivitet som brændstof i forhold til benzin ...

Re: Re: Re: Lige dårlige?

For små motorer, ja - for store motorer, nej.
De nyeste store totaktsmotorer på skibe ligger på en virkningsgrad lige over 50%.
http://en.wikipedia.org/wiki/W...96-C

Pas på ikke at sammenligne en 2-takt benzinmotor med en 2-takt dieselmotor. Der er tale om to ret forskellige motorkonstruktioner. Dieselen er langt mere kompliceret i opbygningen, hvor i mod benzin 2-takteren er én af de simplest konstruerede forbrændingsmotorer overhovedet (kun 5 bevægelige dele i en 1-cylindret) - primært fordi den skal være så kompakt så mulig.

Skylleprocessen (som er et kritisk punkt i enhver 2-takter) i dieselmotoren kan således foregå meget mere effektivt end benzinmotoren. Dertil kommer at dieselbrændstoffets overlegne effektivitet som brændstof i forhold til benzin ...

Der om du mig i forkøbet, Morten! ;-)

Jo, det handler vældig meget om at "skylle", men så må man vel også forstå det som TID til at skylle! Hvis det var interessant (fx vægt- og prismæssigt) at bygge en 1 kW dieselmotor (2-takts) med et omdrejningstal på 112 rpm, ville den vel være lige så økonomisk som en stor skibsdiesel, hvis man lige ser bort fra at lejemodstanden betyder lidt mere for den lille motor!

Jeg har erfaring med en meget lille "skibsdiesel", en Volvo-Penta MD1 på 4 hk. Det var godt nok en 4-takter, men den kunne drive en mindre havkrydser i 4 knob (det var ikke topfarten, men den lydmæssigt mest behagelige!) for ca 0,1 l dieselolie pr. nautisk mil. Jeg kan ikke huske omdrejningstallet (gætter på små 200 rpm), men den var vældig solid, og tung!

Form vs Tunet

Det kommer jo helt an på både mennesket's fysiske form og knallertens ydeevne.

Re: Form vs Tunet

When one compares the energy consumed in moving a certain distance as a function of body weight for a variety of animals and machines, one finds that an unaided walking man does fairly well (consuming about .75 calorie per gram per kilometer), but he is not as efficient as a horse, a salmon, or a jet transport. With the aid of a bicycle, however, the man's energy consumption for a given distance is reduced to about a fifth (roughly .15 calorie per gram per kilometer). Therefore, apart from increasing his unaided speed by a factor of three or four, the cyclist improves his efficiency rating to No. 1 among moving creatures and machines.

- Stuart S. Wilson, Scientific American (1973)

Som maskine har mennesket ikke speciel høj virkningsgrad (dog er der nok til også at drive hjernen - noget en knallert ikke magter), men en mand på en cykel er den perfekte bevægelsesmaskine.

mvh Søren

Re: Forfærdelig besvarelse

Virkningsgraden på 20% holder kun hvis cyklisten holder op med at trække vejret når han står af cyklen. Da det jo næppe er tilfældet, skal der jo holdes gang i menneskemotoren, mens jernmotoren står stille. Desuden holder de 20% også kun hvis cyklisten er vegetar, spiser kan kød falder virkningsgraden til under 4%.
Spørgsmåleet er i familie med, hvad er højest: Rundetårn eller et tordenskrald.