Энергетические показатели широко используются в управлении тренировкой. Первый закон термодинамики является количественным выражением закона сохранения энергии. Зная энергию, переданную системой окружающей среде, а также энергию, переданную окружающей средой системе, можно вычислить изменение внутренней энергии системы. Последняя представляет сумму механической, тепловой, химической, электрической и прочих видов энергии.
Первый закон термодинамики подтверждается многочисленными исследованиями по сравнению теплового эффекта прямого сжигания вещества в калориметрической бомбе и окислению его в организме (прямая калориметрия). Оба метода окисления дают примерно одинаковый тепловой эффект.
Более точные данные до 1 % дает метод респираторной калориметрии. Применяются также камерный метод, методы закрытой циркуляции и открытой циркуляции [168]. Исследования позволяют сделать вывод, что все виды работ в организме совершаются за счет эквивалентного количества энергии, выделяющейся при окислении питательных веществ. Для практических расчетов используется энергетический эквивалент или термический коэффициент газов (кислорода): углеводы – 5,1 ккал/л, белки – 4,6 ккал/л, жиры – 4,7 ккал/л. Средний энергетический эквивалент для кислорода – 4,825 ккал/л.
Эквивалент механической работы определяется из следующих соотношений:
1ккал = 0,207л О2 = 426,4 кгм,
1л О2 = 4,825 ккал = 2057 кгм,
1кгм = 2,35 кал = 0,49 мл О2.
Поскольку биохимические реакции в организме очень сложны и имеют промежуточные этапы, которые не всегда известны, для определения энергетических затрат опираются на закон Гесса, который утверждает, что тепловой эффект химического процесса развивается через промежуточные стадии, не зависит от пути превращения, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы [11].
На основании закона Гесса, зная начальные и конечные продукты реакции, можно рассчитать тепловой эффект сложной биохимической реакции. При определении энергетической производительности открытым респираторным методом по результатам анализа газовых объемов представляется возможным рассчитать затраты.
В данной работе не ставится задача полностью раскрыть физиологические механизмы энергетической производительности. Задача состоит в определении состояния спортсмена по энергетическим показателям и в выборе физиологических критериев и ограничений управления тренировкой. С этой точки зрения можно выделить два подхода:
1) оценка состояния спортсмена по максимальным показателям, зафиксированным в заранее установленных упражнениях,
2) определение состояния по энергетическим показателям, соответствующим преодолению дистанций с соревновательной скоростью.