Лабораторія калорій

Налаштування лабораторії калорій

Мільйони людей були підготовлені до підрахунку калорій у їжі і дізналися (здивування!), Що жирна їжа відгодовується. Однак більшість мало уявляють, що таке калорія насправді. Це одиниця енергії, подібно джоулю, кіловат-годині або фут-фунту. "Калорійність" дієтичної слави - це просто кількість теплової енергії, необхідна для підвищення температури одного кілограма води на один градус Цельсія. У цьому дослідженні ми спробуємо виміряти кількість енергії (калорій), що виділяється при спалюванні двох продуктів харчування з різною часткою жирів та вуглеводів. Перегляньте це відео для огляду.

Порожня алюмінієва банка
Бутанова запальничка
Лабораторний термометр (аналоговий або цифровий; кращий метричний/шкала Цельсія)
Розсікаючий зонд
Дротовий екран/підставка
Алюмінієва фольга або деко для печива
Електронна вага чутлива до 0,01 грама
Щипці або тримач для пробірки
Волоський горіх
Зломщик

Зважте свої два харчові продукти на електронних вагах, чутливих до 0,01 грама.
Зважте порожню банку, потім залийте її приблизно на 1/4 - 1/3 водою і знову зважте.
Запишіть початкову температуру води в банку.
Встановіть банку на підставку з термометром (обережно, щоб не перекинути її; вона може трохи хитатися), і підкладіть шматок фольги або невеликий алюмінієвий піддон під підставку, щоб зачепити падаючу сажу.
Обережно накладіть на зонд харчовий предмет, запаліть його запальничкою, а потім тримайте прямо під балончиком, поки він не згорить і не загориться знову. (Підказка: Вам може знадобитися обертати харчовий продукт, щоб він залишався запаленим, і він буде горіти більш чисто, якщо кінчик полум’я знаходиться трохи нижче банки, але їжа повинна горіти сама. Ви не можете тримати запальничку горить або ви будете вимірювати калорії газу в запальничці.)
Зафіксуйте найвищу температуру, яку досягає вода. Повторіть процедуру з другим продуктом харчування. Ви можете повторно використовувати воду в банку, але потрібно реєструвати нові початкові та кінцеві температури.
Закінчивши, очистіть та проаналізуйте свої дані.

Результати (Частина А): Заповніть наступну таблицю під час роботи в лабораторії. Якщо вам подобається, ви можете робити свої обчислення за допомогою цієї попередньо побудованої електронної таблиці Excel.

Маса порожньої банки (г)

Маса води + банка (г)

Маса лише води (г)
Підказка: вода = (вода + банка) - порожня банка)

Маса води в балонці (кг) Перерахувати з грамів
Підказка: в кілограмі 1000 г

Важливо: Кожне з наступних вимірювань потрібно проводити двічі; один раз для кожного виду їжі.

Маса продукту харчування (г)

Початкова температура води (℃)

Найвища температура води (℃)

C.alories = маса води * зміна температури

енергія, що поглинається водою = маса води * питома теплота води * зміна температури

C.алорії = (Маса води в кг) * [(1 калорія)/(1 кг) (1 ℃)] * (зміна температури в ℃)

Поділіть загальну калорійність кожного продукту на його масу, щоб отримати калорії на грам.

Калорії, що поглинаються водою (кал):

Калорії на грам їжі (кал/г):

Що для них робить спалювання їжі? Як це пов’язано з диханням та травленням?
Яке було призначення води у бідоні? Чому не мало значення, скільки саме води було в бідоні?
Чому ми обчислили калорії на грам, а не просто калорії?
Чому наша техніка майже напевно недооцінює фактичну кількість калорій? Тут зверніться до справжніх значень.
Хоча наш метод є сирим, чому досі існує достовірність порівняння двох продуктів?
У якій їжі було більше калорій на грам? Як слід порівнювати їжу, багату жирами, з їжею, багатою вуглеводами?
Як би відрізнялися ваші результати, якби ви постійно тримали їжу під легшим полум’ям?
Якби їжа не була повністю спалена, як це вплине на ваші результати?
Яке практичне значення цієї техніки (яка відома як калориметрія)?
Чому тварини вживають їжу? Навіщо тваринам потрібен кисень?

Встановлені значення калорій на грам чистого виду їжі:

Жир: 1 грам = 9 калорій
Білок: 1 грам = 4 калорії
Вуглеводи: 1 грам = 4 калорії
Алкоголь: 1 грам = 7 калорій