能量的获得

• 运动后要做拉伸和慢走：促进血液循环、加快把乳酸运走并氧化分解，比直接坐下更快消除酸痛。
• 馒头蓬松、酒酿变甜带酒香：酵母菌在缺氧条件下发酵产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀让面团起孔，酒精在烘烤中挥发。
• 泡菜与酸奶变酸：乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，所以坛子要密封——一旦进氧气，乳酸菌就竞争不过杂菌了。
• 高原上容易气短：空气中氧气分压低，肺泡与血液间的浓度差变小，扩散进血液的氧减少，只能靠加快呼吸弥补。

生活应用题 1 · 爬宝石山时的耗氧与能量

小杭爬宝石山用了 $20$ 分钟，运动时每分钟耗氧 $1.8\ \mathrm{L}$。已知每升氧气对应释放能量约 $20\ \mathrm{kJ}$，人体做机械功的效率约 $20\%$。他体重 $55$ 千克，山高 $78$ 米，$g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$。（1）这段时间靠有氧呼吸释放多少能量？（2）其中转化为克服重力做的功约占多少？

分步解：

1. 列已知量：$t = 20\ \text{分}$，耗氧速率 $1.8\ \mathrm{L/min}$，$20\ \mathrm{kJ/L}$，$m = 55\ \mathrm{kg}$，$h = 78\ \mathrm{m}$。
2. 求总耗氧量：$V = 1.8 \times 20 = 36\ \mathrm{L}$。
3. 求释放的能量：$E = 36 \times 20 = 720\ \mathrm{kJ} = 7.2 \times 10^{5}\ \mathrm{J}$。单位统一为焦，便于与做功比较。
4. 求克服重力做的功，依据 $W = mgh$：$W = 55 \times 10 \times 78 = 4.29 \times 10^{4}\ \mathrm{J}$。
5. 求占比并检验合理性：$\dfrac{4.29 \times 10^{4}}{7.2 \times 10^{5}} \times 100\% \approx 6\%$。只有百分之几转化为爬升的机械功，其余大部分变成内能（所以爬山会发热出汗）以及维持呼吸、心跳等生命活动，这与人体效率不高的事实一致。答：约 $720\ \mathrm{kJ}$；约 $6\%$。

生活应用题 2 · 蒸馒头为什么会发起来

和面时加入酵母粉，把面团放在温暖处一小时后体积明显变大，闻起来略有酒味。请解释原理，并说明为什么要盖上湿布放在温暖处，而不是放进冰箱。

分步解：

1. 判断微生物的呼吸方式：面团内部缺氧，酵母菌进行无氧呼吸（发酵）。
2. 写出物质变化：葡萄糖在酶的作用下分解为酒精和二氧化碳，并释放少量能量。
3. 解释体积变大：产生的二氧化碳气体被面筋网络包裹形成大量小孔，使面团膨胀；蒸制时气体受热膨胀，馒头更加蓬松。
4. 解释酒味：发酵产生的酒精在蒸制时大部分挥发，所以成品只留淡淡香味。
5. 解释温度与湿度条件并检验：酶的活性需要适宜温度，温暖处（约 $30\ ^\circ\mathrm{C}$）活性高、发酵快；冰箱内低温抑制酶的活性，发酵极慢。盖湿布是为了保湿，防止面团表面干裂。结论与「酶需要适宜温度」「无氧呼吸产酒精和二氧化碳」两条知识完全吻合。答：见上。