为什么动物的续航往往比机器持久

2019年10月27日 02:32

以人类作为动物代表迎战机器!

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人体内ATP的能量转化效率有30.5~32%左右,介于汽油热机与柴油热机之间(汽油机约25%,柴油机37%),而电动机的效率则能达到85%以上。

这么看的话人的能量转换效率并不比机器优越,那为什么总感觉二者的续航时间差异这么大呢?

其实是因为我们没有注意到一些细节。

机器干的活重(输出功率大),而人干的都是轻活(输出功率小)

试着跟小汽车比一场百公里赛跑怎么样?

计算过程如下:

汽油的能量密度大概是米饭9倍(汽油约46kJ/g,锂电池约41kJ/g,米饭约5kJ/g),小轿车百公里油耗约5-10升,我按10升算(偏高);熟米饭的密度肯定比水小,即<1kg/L,我按0.8kg/L算(近似汽油密度便于计算);小轿车载驾驶员跑100公里,将消耗10升汽油,而这10升汽油的能量约相当于90升熟米饭,家用电饭煲一般是4升容积,90升熟米饭就是约23个电饭煲的饭量。

也就是说,小轿车载着人跑100公里,用时1小时,消耗了23盆米饭。

考虑考虑,给你准备23盆米饭,你能背一个人跑完100公里不?

客观说的话……应该问题不大,只是时间上输定了。

如今马拉松世界记录为2小时2分57秒,人类2小时可以跑完42公里。所以我认为如果不限时间,不考虑饭会馊掉,载人“跑”完100公里应该是可以的,哪怕走一个月呢。

但这足以体现人与汽车干活的差异性,人或许可以干完与机器相同的工作量,但机器的速度要快得多,这是因为机器的输出功率比人体可高多了。汽车能瞬间做大量的功,所以消耗也快;而人是缓慢输出类型的,慢慢吃也慢慢干。所以看上去机器续航短,人续航长,但其实机器的优势在于干活更快。

手机为啥老得充电

这样就能想明白为啥手机老得充电了吧。

首先因为现有技术下,锂电池的能量密度提升很慢,而越来越薄的设计,留给电池的空间很小,使手机电池根本装不了多少电量(要知道10年前的非智能机,即使10000mA·h的电池都不算事!),再加上手机的“活很重”:传输网络信号、画面渲染、实时演算,最终的输出功率并不低(峰值约几瓦)。

把手机比作人,就是肚子小、吃得少、运动量又大,那能不老充电么!