Sehr berechtigte Frage!
Ganz einfach: der Körper muss heizen. Und wie man an der Energiebilanz eines Haushaltes sieht kommt an erster Stelle die Heizung, dann warm Wasser. Faktor 10 über dem Stromverbrauch. Jenachdem wie dünn man angezogen ist kann man fix mal das doppelte von dem über "zuheizen" verbrennen als man gerade durch reine Bewegung umsetzt. Selbst warm angezogen heizt der Körper noch ordentlich um die Atemluft auf Temperatur zu bringen und die oberen Atemwege warm zu halten. Pro Sekunde ca 1,5l Luft um 35C* erwärmen macht ja schon knapp 60Watt.
Diese Erklärung ist so in der Form nicht richtig. Das "anschauliche Beispiel" (--> Heizung eines Hauses) geht ein wenig an den tatsächlichen Abläufen vorbei.
Bleiben wir bei dem Beispiel "Haus" und analysieren wir das Ganze mal: Beim Haus besteht die Regelungsaufgabe darin, dass alle Räume auf einer behaglichen Temperatur zu halten. Als Stellglied steht dazu (z.B.) der Gasbrenner zur Verfügung, mit dem man die Heizleistung bei kalter Witterung entsprechend hochfahren kann.
Wie sieht das beim Körper aus? Es gibt keinen Mechanismus, mit dem man "einfach so" Wäme in nennenswertem (* siehe unten) Ausmaß erzeugen kann, der Organismus hat keinen Gasbrenner. Wärme wird im Wesentlichen parallel zur Bewegung frei und als absoluten Notfallmechanismus kann man bestenfalls noch das Zittern heranziehen. Wer allerdings zittert, ist weit entfernt von einem Normalmodus, in dem man sich beim Radfahren befinden sollte.
Natürlich hat der Körper auch Regelmechanismen, die laufen aber mangels nennenswert ansteuerbarer Wärmequelle anders ab: Die Regelaufgabe ist es, nicht "das ganze Haus" auf Temperatur zu halten, sondern die Kerntemperatur aufrecht zu erhalten. Bei starken Wärmeverlusten kann leider keine zusätzliche Wärme erzeugt werden, sondern es muss der Wärmeverlust reduziert werden. Dies geschieht über die Durchblutung, indem die Extremitäten zum Teil abgekoppelt werden. Somit sinkt die Temperatur in den Gliedmaßen und die Kerntemperatur wird hoch gehalten.
Ist der Körper in einem solchen Modus niedriger Temperatur, können die Muskeln in den Extremitäten keine Höchstleistung mehr erbringen, weil die bei Muskelarbeit ablaufenden Stoffwechselvorgänge nicht mehr so schnell ablaufen wie bei Normaltemperatur. Auch der Grundumsatz des Körpers ist bei verminderter Temperatur niedriger (RGT-Regel). Das ist ein Effekt, der bei Kälte sogar eher zu einer Verminderung des Energieumsatzes führt.
Dein angegebenes Zahlenbeispiel mit der erwärmten Luft passt nicht so recht zur gesamten Energiebilanz des Systems "Mensch beim Radfahren": Natürlich ist das ein Wärmeverlust, der sicherlich sogar noch höher ist, weil die relativ trockene Luft mit Wasserdampf gesättigt wieder ausgeatmet wird und die Verdunstung einen zusätzlichen Verlustterm ausmacht. Von mir aus sind es vielleicht 100 W, wie viel auch immer. Entscheidend ist jedoch, dass der Körper eine Leistung von vielleicht 200W bei einem Wirkungsgrad von etwa 30% erbringt und bei diesen Zahlenwerten 600W an Wärme erzeugen würde (siehe auch
http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Der_Mensch_als_waermetechnisches_System.pdf, dort geht die Skala bei schwerer körperlicher Arbeit bis 360W). Über die Kleidung kann ich die Auskühlung über die Haut so steuern, dass die Bilanz insgesamt aufgeht und ich weder überhitze noch auskühle. Die 100 Watt Verluste über Atmung sind also nicht ein spezieller Verlustterm, dem der Körper nur mit Fettverbrennung begegnen kann, sondern es ist einfach einer von mehreren Termen in der Energiebilanz, in der Wärmefreisetzung und Wärmeabgabe im Gleichgewicht stehen. Wäre die Bilanz nicht im Gleichgewicht, dann würde man entweder permanent kälter oder heißer werden. Und die 600W erzeugter Wärme zeigen, dass man auch bei niedriger Außentemperatur im Kühlmodus ist -- eine weitere Wärmequelle zum Halten der Temperatur braucht es da nicht.
(*) Nicht ganz verschweigen will ich den Effekt im braunen Fettgewebe. Das ist tatsächlich ein kleiner "Gasbrenner", um bei diesem Bild zu bleiben. Allerdings einer mit geringer Wirkung. Das braune Fettgewebe wird tatsächlich zur Temperaturregulierung vor allem bei Neugeborenen und Kleinkindern über Stoffwechsel zur Wärmeregulierung eingesetzt. "Auf Knopfdruck" kann damit Wärme erzeugt werden. Lange Zeit dachte man, dass bei Erwachsenen gar kein braunes Fettgewebe vorliegt, jedoch hat man feststellen können, dass einige 100 Gramm wohl doch üblich sind und tatsächlich zur Wärmeregulierung beitragen können. man kann dies sogar "trainieren". Zahlenmäßig spielt das aber keine große Rolle. Man geht von einem Umsatz im braunen Fettgewebe von unter 200kcal pro Tag (!) aus, das liegt in der Größenordnung von 10W. Bezogen auf die beim Sport frei werdende Wärme in der Größenordnung von mehreren 100W spielt das also keine Rolle. Außerdem spielt das auch nur eine Rolle, wenn dem Körper tatsächlich zu kalt ist. Da man sich aber hoffentlich ja so anzieht, dass man NICHT friert, wird der Körper diesen Effekt nicht nutzen. Hier ein populärwissenschaftlicher Text dazu, es gibt natürlich auch wissenschaftlichere:
http://www.spiegel.de/gesundheit/er...ing-heizung-runter-zum-abnehmen-a-944666.html
- aber es tut sich wieder was, bei den Schwerergewichten,
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