Kalorimetrar används för att mäta potentiell energi. En kalori är energin som krävs för att värma 1 ml vatten 1 grad Celsius. Dessa kalorier är inte desamma som de som används för att hänvisa till mat på näringsetiketter, kostplaner, etc., som kallas kalorier eller Kcal (1000 normala kalorier). Med några enkla, vardagliga material kan du konstruera en hemlagad kalorimeter för att bestämma antingen kalorierna eller Kcal i ett prov av mat.
Steg
Del 1 av 3: Bygga kalorimetern
Steg 1. Skaffa en liten metallburk
Denna burk kommer att användas för att innehålla vatten som kommer att värmas upp som en del av de kalorimetriska mätningarna. Varje liten metallburk kommer att fungera, till exempel de som används för att packa grönsaker eller en läskburk. Se till att den är tom, ren och öppen i ena änden. Om du använder en läskburk räcker det med öppningen för att dricka ur burken.
Steg 2. Skaffa en större metallburk
Du behöver en andra metallburk, tillräckligt stor för att den lilla metallbehållaren ska passa inuti den med plats att spara. Varje större metallburk kommer att fungera, till exempel en kaffeburk. Se till att den är tom, ren och öppen i båda ändarna.
Steg 3. Punktera fyra små hål i den lilla burken
Punktera försiktigt fyra små hål (var och en direkt mitt emot varandra) i den lilla metallburkan med en hålslagare, isplock eller annat redskap. Placera hålen strax under kanten på burkens öppna ände.
Steg 4. Skjut två tunna stavar mellan de fyra hålen i burken
Skjut en stång genom burken till andra sidan, upprepa sedan med den andra stången och de två återstående hålen; de två stavarna ska korsa varandra. Dessa stavar kommer att användas för att stödja den lilla burken i kalorimetern. Temperaturbeständiga glasstavar är idealiska. Om du inte har någon, prova någon form av robust, icke -brandfarlig stav.
Steg 5. Fyll den lilla burken med vatten
Häll 100 ml destillerat vatten i en liten metallburk med en måttlig cylinder, kolv eller annan behållare.
Steg 6. Mät vattentemperaturen
Använd en kvicksilvertermometer (inte en digital) för att ta ut vattentemperaturen. Du kan behöva lämna termometern i vattnet en stund så att den kan få en korrekt avläsning av vattnet (vilket kan ändra temperaturen när den justeras till rumstemperatur).
Lämna termometern i vattnet; du kommer att behöva det för att ta en ny läsning senare
Steg 7. Placera den lilla burken inuti den större
Den lilla metallburk ska ligga säkert inne i den större, stödd av stavarna av glas eller annat icke -brandfarligt material.
Steg 8. Vik ut ett gem och sätt in ena änden i en kork
Ett gem i standardstorlek kommer att användas för att hålla maten inne i kalorimetern. Vik ut gemet helt så att det bildar en enda lång tråd. Sätt in ena änden av tråden i korken. Se till att den kan stå upprätt med det utfällda pappersklippet som sticker upp.
Del 2 av 3: Använda kalorimetern
Steg 1. Skaffa lite mat att testa
Väg maten med en noggrann skala och notera mätningen. Du behöver bara en liten mängd av maten. Bra val inkluderar en skalad jordnöt, potatischips eller annan fet mat.
Steg 2. Förbered korkmathållaren
Linda försiktigt änden av gemet som inte fastnar i korken runt maten du kommer att testa (eller genomborra den med gemet).
Steg 3. Tänd maten
Ställ korken på en plan, obrännbar yta så att maten på gemet sticker upp. Tänd maten med en butantändare eller annan enhet. Så fort det fattar eld, placera burkarna över den.
Var mycket försiktig med att tända maten och placera burkarna över den så att du inte bränner dig
Steg 4. Låt maten brinna
Håll burkarna över maten så länge det tar att bränna helt. När maten brinner kommer den att värma vattnet i den lilla burken som hänger i den stora burken.
Titta noga på maten när den brinner. Om det går ut snabbt, innan maten brinner helt, tänd den igen
Steg 5. Kontrollera vattnets temperatur
När maten har brunnit ut helt, rör om vattnet i den lilla burken med hjälp av termometern. Anteckna temperaturen på det uppvärmda vattnet.
Var försiktig när du rör eller rör vid kalorimetern, eftersom burkarna och andra delar kan vara mycket heta
Steg 6. Väg den brända maten
När den brända maten har svalnat helt tar du bort den från gemet. Väg den igen och notera mätningen.
Del 3 av 3: Beräkning
Steg 1. Förstå formeln du behöver för att beräkna kalorier
Formeln som används för att bestämma kalorivärdet för ett livsmedelsprov med hjälp av en hemlagad kalorimeter är relativt enkel: kalorier = vattenmängd (i ml) x temperaturförändringen (i Celsius) för vattnet.
Steg 2. Samla in data du behöver beräkna
Om du fyllde den lilla burken med exakt 100 ml destillerat vatten, vet du redan volymen vatten (100 ml). Om du registrerade vattnets initialtemperatur och dess temperatur efter att maten brändes kan du bestämma temperaturförändringen genom att subtrahera det mindre värdet från det större.
Till exempel, om vattnet i burken ursprungligen var 35 grader Celsius, sedan 39 grader Celsius efter att maten brändes, har du en temperaturförändring på 4 grader (39-35 = 4)
Steg 3. Beräkna kalorierna i maten
Använd formeln och de data du samlat in för att avgöra hur många kalorier som fanns i maten du analyserade.
- Om du till exempel hade en temperaturförändring på 4 grader, innehöll maten 400 kalorier (400 = 100 ml x 4, med formeln kalorier = vattenvolym x temperaturförändringen i vattnet)
- För att bestämma Kcal av maten, multiplicera temperaturförändringen av vattnet med volymen vatten i liter. Med exemplet ovan skulle provet innehålla 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L vatten x 4)
