I calorimetri vengono utilizzati per misurare l'energia potenziale. Una caloria è l'energia necessaria per riscaldare 1 ml di acqua di 1 grado Celsius. Queste calorie non sono le stesse utilizzate per riferirsi al cibo sulle etichette nutrizionali, sui piani dietetici, ecc., Che sono conosciute come Calorie o Kcal (1000 calorie normali). Con alcuni semplici materiali di uso quotidiano, puoi costruire un calorimetro fatto in casa per determinare le calorie o le Kcal di un campione di cibo.
Passi
Parte 1 di 3: Costruire il calorimetro
Passaggio 1. Prendi una piccola lattina di metallo
Questa tanica servirà a contenere l'acqua che verrà riscaldata nell'ambito delle misurazioni calorimetriche. Va bene qualsiasi piccola lattina di metallo, come quelle usate per confezionare le verdure o una lattina di soda. Assicurati che sia vuoto, pulito e aperto su un'estremità. Se stai usando una lattina di soda, l'apertura utilizzata per bere dalla lattina sarà sufficiente.
Passaggio 2. Prendi una lattina di metallo più grande
Avrai bisogno di una seconda lattina di metallo, abbastanza grande da poter contenere la lattina di metallo piccola con spazio libero. Va bene qualsiasi lattina di metallo più grande, come una lattina di caffè. Assicurati che sia vuoto, pulito e aperto su entrambe le estremità.
Passaggio 3. Perforare quattro piccoli fori nella lattina piccola
Usando un perforatore, un rompighiaccio o un altro strumento, fai con attenzione quattro piccoli fori (ognuno direttamente di fronte all'altro) nella piccola lattina di metallo. Posiziona i fori appena sotto il bordo dell'estremità aperta della lattina.
Passaggio 4. Far scorrere due aste sottili tra i quattro fori nella lattina
Fai scorrere un'asta attraverso la lattina dall'altra parte, quindi ripeti con l'altra asta e i due fori rimanenti; le due aste dovrebbero incrociarsi. Queste aste serviranno a sostenere la lattina nel calorimetro. Le bacchette di vetro resistenti alla temperatura sono l'ideale. Se non ne hai, prova qualsiasi tipo di bacchetta robusta e non infiammabile.
Passaggio 5. Riempi d'acqua la lattina piccola
Utilizzando un cilindro graduato, un pallone o un altro contenitore, versare 100 ml di acqua distillata nella piccola lattina di metallo.
Passaggio 6. Misurare la temperatura dell'acqua
Usando un termometro a mercurio (non digitale), prendi la temperatura iniziale della tua acqua. Potrebbe essere necessario lasciare il termometro nell'acqua per un po' di tempo in modo che possa ottenere una lettura accurata dell'acqua (che potrebbe cambiare la temperatura man mano che si adatta alla temperatura ambiente).
Lasciare il termometro nell'acqua; ti servirà per fare un'altra lettura più tardi
Passaggio 7. Posiziona la lattina piccola all'interno di quella più grande
Il barattolo di metallo piccolo deve poggiare saldamente all'interno di quello più grande, sostenuto dalle aste di vetro o altro materiale non infiammabile.
Passaggio 8. Aprire una graffetta e inserire un'estremità in un tappo di sughero
Una graffetta di dimensioni standard verrà utilizzata per contenere il cibo all'interno del calorimetro. Apri completamente la graffetta in modo che formi un unico lungo filo. Inserisci un'estremità del filo nel sughero. Assicurati che possa stare in piedi con la graffetta aperta rivolta verso l'alto.
Parte 2 di 3: utilizzo del calorimetro
Passaggio 1. Procurati del cibo da testare
Pesare il cibo utilizzando una bilancia accurata e registrare la misurazione. Avrai solo bisogno di una piccola quantità di cibo. Le buone scelte includono un'arachide sgusciata, una patatina o un altro cibo ricco di grassi.
Passaggio 2. Preparare il supporto per alimenti in sughero
Avvolgi con cura l'estremità della graffetta che non si attacca al sughero attorno al cibo che proverai (o perforalo con la graffetta).
Passaggio 3. Accendi il cibo
Posiziona il tappo su una superficie piana e non infiammabile in modo che il cibo sulla graffetta si attacchi. Accendi il cibo, usando un accendino a butano o un altro dispositivo. Non appena prende fuoco, metteteci sopra le lattine.
Fai molta attenzione ad accendere il cibo e ad appoggiarci sopra le lattine in modo da non scottarti
Passaggio 4. Lascia che il cibo bruci
Tieni le lattine sopra il cibo per tutto il tempo necessario a bruciare completamente. Man mano che il cibo brucia, riscalderà l'acqua nella lattina piccola che è sospesa nella lattina grande.
Osserva attentamente il cibo mentre brucia. Se si spegne velocemente, prima che il cibo si bruci completamente, riaccendilo
Passaggio 5. Controllare la temperatura dell'acqua
Una volta che il cibo è completamente bruciato, mescola l'acqua nella piccola lattina usando il termometro. Registrare la temperatura dell'acqua riscaldata.
Fare attenzione a spostare o toccare il calorimetro, poiché le lattine e le altre parti potrebbero essere molto calde
Passaggio 6. Pesare il cibo bruciato
Una volta che il cibo bruciato si è completamente raffreddato, rimuovilo dalla graffetta. Pesalo di nuovo e registra la misurazione.
Parte 3 di 3: Calcolo
Passaggio 1. Comprendi la formula di cui avrai bisogno per calcolare le calorie
La formula utilizzata per determinare il valore calorico di un campione di cibo utilizzando un calorimetro fatto in casa è relativamente semplice: calorie = volume d'acqua (in ml) x variazione di temperatura (in gradi Celsius) dell'acqua.
Passaggio 2. Raccogli i dati che devi calcolare
Se hai riempito la lattina piccola con esattamente 100 ml di acqua distillata, conosci già il volume dell'acqua (100 ml). Se hai registrato la temperatura iniziale dell'acqua e la sua temperatura dopo che il cibo è stato bruciato, puoi determinare la variazione di temperatura sottraendo il valore più piccolo da quello più grande.
Ad esempio, se l'acqua nella lattina era inizialmente di 35 gradi Celsius, quindi di 39 gradi Celsius dopo che il cibo è stato bruciato, allora si ha una variazione di temperatura di 4 gradi (39-35 = 4)
Passaggio 3. Calcola le calorie contenute nel cibo
Utilizzando la formula e i dati raccolti, determina quante calorie c'erano nel cibo che hai analizzato.
- Ad esempio, se hai avuto una variazione di temperatura di 4 gradi, il cibo conteneva 400 calorie (400 = 100 ml x 4, utilizzando la formula calorie = volume d'acqua x variazione di temperatura dell'acqua)
- Per determinare le Kcal dell'alimento, moltiplicare la variazione di temperatura dell'acqua per il volume d'acqua in litri. Utilizzando l'esempio sopra, il campione conterrebbe 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L di acqua x 4)
