2021年3月24日 星期三

功率小教室:賭俠與作功(下)| 談kj與kcal

2017年去Arizona訓練時,練跑的田徑場,黑色的PU跑道加上海拔1500m高度,HIGH啊

這集跟賭俠沒關係了.....這集討論兩個問題:

1. kj與kcal之間是什麼關係?

2. 總代謝效率(Gross Metabolic Efficiency; GME)又是什麼東西?

如果你有用功率計在訓練,應該會常留意到在資料上會『功』『Work』,以及『卡路里』『Calories』的數值,功的由來已經在上集中提過不贅述,但你有沒有發現『功』『卡路里』的數值往往非常接近,甚至一樣,例如下方這兩張圖的數據(嗯~蓋牌就是要蓋到我這程度啊😂😂,不懂這梗的請看單車功率小教室上集)。



僅管我也不太理解在手錶或相關軟體是怎麼計算出卡路里的,但個人這次真正感到好奇的是,兩者數據到底能不能直接替換?

另外,不知道你是否聽過有一類的課表,常見在長騎或準備226km超鐵的180km時,會用kj作為訓練目標,例如本日外騎要燒掉3000kj,即作3000kj的功才能結束,而不會是以距離或時間當目標單位。

這集來解惑一下!

首先,kj與kcal都是熱量單位,換算方式是 1kcal = 4.184kj,有些國家的營養標示就會以Kj來標,而不盡然像我們一樣都直接標卡路里。例如在澳洲的食品營養標示上,有些就會用kj或兩者來表示該食品熱量(如下;圖片來源)。


但運用在運動上,就不表示燃燒1大卡就能產生4.184kj的功,因為人體就是個超級奧妙的機器,真正能拿來產生功的卡路里,約莫只有20-25%而已,這有個專有名詞叫:『總代謝效率(Gross Metabolic Efficiency; GME)』,但是GME這值因人而異,根據幾個地方所查到的資料多有些許差異。

例如騎車軟體TrainerRoad是以20%-25%來估計(資料來源):

在Stages功率計官網則以22%來計算,不過他們是將GME稱之為Human Mechanical Efficiency.( 資料來源


單車教練Hammond Cycling,是以23%-25%來計算(資料來源)


這邊再來個簡單數學換算,假設以25%GME來說好了,要產生1kj,就需燃燒 1/4.184/0.25 = 0.956kcal。換算下來,作1000kj的功,只需956kcal卡路里。

但若另一位只有20%GME的人,就需產生1/4.184/0.20 = 1.195kcal,換算成1000kj的功,就需1195kcal卡路里。GME20%與25%的兩人,同樣作1000kj的功,兩人所需燃燒的卡路里足足差了239kcal。

所以這邊第一個結論:一個人的GME越高,就能運用越低的熱量作出更大的功。

有興趣的可以學我先前幫人計算作功與熱量所製的表如下。例如假設要作到3000kj的功,且假設GME是25%,那麼可以用體重功率比(w/kg)為3(體重假設65kg,則功率為195w),持續騎4.5H。或是用體重功率比(w/kg)為2.5,約162.5w,騎約5時20餘分才能燒到3000kj。


但你會不會好奇?到底怎麼知道每個人的GME?

說實話,我不知道,除非有測量儀器!

但仔細推敲一下就不難得知,既然稱之為『效率』應該是對於訓練愈久的人或是對該項運動愈是熟悉的人而言,應該就能以愈少的熱量產生最多的功,也就是得到愈高的GME,不管是生理上運用與輸送氧氣的能力、愈佳的技術以節省不必要的能量損耗,都是會隨著經驗而提升才對。

為了進一步求證這樣的推理,查詢過往研究之後,確實就有相關研究作了相關探討,隨便抓一篇Differences in efficiency between trained and recreational cyclists,結果如上所推導,有訓練過後的單車選手,相較於沒受過訓練的單車選手,平均就高了1.4% GME。

但換句話說,也表示你得花更多時間或更高強度,才能燃燒掉更多熱量了。不過這樣就容易理解為何剛開始運動時,總是減肥減得很快,但隨著對該項運動越來越熟悉,減肥效率就下降了,因為身體越來越聰明,愈懂得用最少的能量維持原有或甚至超越原有的運動強度了!

另一個視角

一旁還有戰鬥機,因為這是一間以飛行聞名的學校: Embry-Riddle Aeronautical University

結論與建議:
1. 作功(kj)與燃燒熱量(Kcal)在無法確切得知每個人的GME以前,絕大多數狀況下確實可視為相等,即直接假定kj相等kcal即可,例如作了1000kj的功,表示你也燃燒掉了1000kcal。

2. 若要考慮GME,可以簡單理解為,若你是剛從事某項活動(就以單車為例),需要燃燒較多卡路里才能達到一定的功;反知,訓練久了,燃燒的卡路里會逐步遞減。

3. 真正運用在訓練層面上,其實是要提醒你留意補給的重要性。

尤其是從事長時間耐力運動者,個人碰過許多在訓練過程裡都不補給的朋友,或直接等餓到過頭再去便利商店大吃一頓,平時這樣做或許沒差,但一等到比賽時需要定時定量補給時,就發生不適應或吸收不了的狀況,於是讓身體長時間處在只有能量輸出,卻沒有能量補入,導致賽事中後段體力不斷衰退的現象。

尤其仔細算一算,每一次訓練後所作的功或是燃燒掉的卡路里,再對比我們在訓練過程裡所攝取的熱量,其實真的很少。所以本文包括上集,想要帶給各位什麼東西的話?除了去理解功的計算方式、功與卡路里的關係之外,還希望大家仍要注意訓練過程的補給議題。至於補給相關文章,就請再自行去蒐尋查看囉,謝謝。


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