Kalorimetry se používají k měření potenciální energie. Kalorie je energie potřebná k ohřátí 1 ml vody o 1 stupeň Celsia. Tyto kalorie nejsou stejné jako ty, které se používají k označení potravin na výživových štítcích, dietních plánech atd., Které jsou známé jako kalorie nebo kcal (1 000 normálních kalorií). Pomocí jednoduchých, každodenních materiálů můžete zkonstruovat domácí kalorimetr, který určí buď kalorie nebo Kcal ve vzorku jídla.
Kroky
Část 1 ze 3: Budování kalorimetru
Krok 1. Pořiďte si malou kovovou plechovku
Tato plechovka bude použita k zadržování vody, která bude ohřívána jako součást kalorimetrických měření. Bude fungovat jakákoli malá kovová plechovka, například ta, která se používá k balení zeleniny, nebo plechovka od sody. Ujistěte se, že je na jednom konci prázdný, čistý a otevřený. Pokud používáte plechovku od sody, postačí otvor použitý k vypití z plechovky.
Krok 2. Pořiďte si větší kovovou plechovku
Budete potřebovat druhou kovovou plechovku, dostatečně velkou, aby se do ní malá kovová plechovka vešla s volným prostorem. Bude fungovat jakákoli větší kovová plechovka, například plechovka od kávy. Ujistěte se, že je na obou koncích prázdný, čistý a otevřený.
Krok 3. Propíchněte čtyři malé otvory v malé plechovce
Pomocí děrovačky, sběrače ledu nebo jiného nářadí opatrně propíchněte čtyři malé otvory (každý přímo naproti sobě) v malé kovové plechovce. Umístěte otvory těsně pod okraj otevřeného konce plechovky.
Krok 4. Zasuňte dva tenké pruty mezi čtyři otvory v plechovce
Zasuňte jednu tyč skrz plechovku na druhou stranu, poté opakujte s druhou tyčí a dvěma zbývajícími otvory; obě tyče by se měly navzájem křížit. Tyto tyče budou použity k podpoře malé plechovky v kalorimetru. Ideální jsou teplotně odolné skleněné tyčinky. Pokud žádný nemáte, vyzkoušejte jakýkoli robustní nehořlavý prut.
Krok 5. Naplňte malou plechovku vodou
Pomocí odměrného válce, baňky nebo jiné nádoby nalijte do malé kovové plechovky 100 ml destilované vody.
Krok 6. Změřte teplotu vody
Pomocí rtuťového teploměru (ne digitálního) změřte počáteční teplotu vody. Možná budete muset teploměr nějakou dobu nechat ve vodě, aby mohl získat přesné údaje o vodě (což může změnit teplotu, když se přizpůsobí pokojové teplotě).
Ponechte teploměr ve vodě; budete potřebovat později, abyste si mohli přečíst další čtení
Krok 7. Umístěte malou plechovku dovnitř větší
Malá kovová plechovka by měla bezpečně spočívat uvnitř větší, podepřená tyčemi ze skla nebo jiného nehořlavého materiálu.
Krok 8. Rozbalte kancelářskou sponku a jeden konec vložte do korku
K držení jídla uvnitř kalorimetru bude použita kancelářská sponka standardní velikosti. Zcela rozložte kancelářskou sponku tak, aby vytvořila jeden dlouhý pramen. Vložte jeden konec pramene do korku. Ujistěte se, že může stát vzpřímeně s rozloženou sponkou nahoru.
Část 2 ze 3: Použití kalorimetru
Krok 1. Získejte nějaké jídlo k testování
Odvažte jídlo pomocí přesné váhy a zaznamenejte měření. Budete potřebovat jen malé množství jídla. Dobrá volba zahrnuje loupané arašídy, bramborové lupínky nebo jiné potraviny s vysokým obsahem tuku.
Krok 2. Připravte si korkový držák na jídlo
Opatrně obalte konec kancelářské sponky, která se nelepí v korku, kolem jídla, které budete testovat (nebo jej propíchněte sponkou).
Krok 3. Zapalte jídlo
Korek položte na rovný nehořlavý povrch, aby jídlo na kancelářské sponce trčelo nahoru. Zapalte jídlo pomocí butanového zapalovače nebo jiného zařízení. Jakmile začne hořet, položte na něj plechovky.
Dávejte pozor, abyste jídlo zapálili a položili na něj plechovky, abyste se nespálili
Krok 4. Nechte jídlo spálit
Držte plechovky nad jídlem tak dlouho, dokud se úplně nespálí. Jak jídlo hoří, ohřívá vodu v malé plechovce, která visí ve velké plechovce.
Pečlivě sledujte, jak jídlo hoří. Pokud rychle zhasne, než jídlo úplně shoří, znovu ho zapalte
Krok 5. Zkontrolujte teplotu vody
Jakmile jídlo úplně shoří, promíchejte vodu v malé plechovce pomocí teploměru. Zaznamenejte teplotu ohřáté vody.
Buďte opatrní při pohybu nebo dotyku kalorimetru, protože plechovky a další části mohou být velmi horké
Krok 6. Odvažte připálené jídlo
Jakmile spálené jídlo zcela vychladne, vyjměte ho z kancelářské sponky. Znovu zvážit a zaznamenat měření.
Část 3 ze 3: Výpočet
Krok 1. Pochopte vzorec, který budete potřebovat k výpočtu kalorií
Vzorec použitý k určení kalorické hodnoty vzorku jídla pomocí domácího kalorimetru je poměrně jednoduchý: kalorie = objem vody (v ml) x změna teploty (v Celsia) vody.
Krok 2. Shromážděte data, která potřebujete k výpočtu
Pokud jste naplnili malou plechovku přesně 100 ml destilované vody, pak již znáte objem vody (100 ml). Pokud jste zaznamenali počáteční teplotu vody a její teplotu po spálení jídla, můžete změnu teploty určit odečtením menší hodnoty od větší.
Pokud například voda v plechovce měla zpočátku 35 stupňů Celsia, pak po spálení jídla 39 stupňů Celsia, pak došlo ke změně teploty o 4 stupně (39-35 = 4)
Krok 3. Vypočítejte kalorie obsažené v jídle
Pomocí vzorce a údajů, které jste shromáždili, určete, kolik kalorií bylo v jídle, které jste analyzovali.
- Pokud jste například měli změnu teploty o 4 stupně, pak jídlo obsahovalo 400 kalorií (400 = 100 ml x 4, podle vzorce kalorie = objem vody x změna teploty vody)
- Chcete -li určit Kcal potraviny, vynásobte změnu teploty vody objemem vody v litrech. Pomocí výše uvedeného příkladu by vzorek obsahoval 0,4 kcal (0,4 kcal = 0,100 l vody x 4)
