Kalorimeter werden verwendet, um die potentielle Energie zu messen. Eine Kalorie ist die Energie, die benötigt wird, um 1 ml Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen. Diese Kalorien sind nicht identisch mit denen, die auf Nährwertetiketten, Ernährungsplänen usw. für Lebensmittel verwendet werden, die als Kalorien oder Kcal (1000 normale Kalorien) bekannt sind. Mit einigen einfachen, alltäglichen Materialien können Sie ein hausgemachtes Kalorimeter bauen, um entweder die Kalorien oder die Kcal einer Lebensmittelprobe zu bestimmen.
Schritte
Teil 1 von 3: Aufbau des Kalorimeters
Schritt 1. Holen Sie sich eine kleine Metalldose
Dieser kann verwendet werden, um Wasser aufzunehmen, das im Rahmen der kalorimetrischen Messungen erhitzt wird. Jede kleine Metalldose funktioniert, wie sie zum Verpacken von Gemüse verwendet werden, oder eine Getränkedose. Stellen Sie sicher, dass es leer, sauber und an einem Ende offen ist. Wenn Sie eine Getränkedose verwenden, reicht die Öffnung zum Trinken aus der Dose.
Schritt 2. Holen Sie sich eine größere Metalldose
Sie benötigen eine zweite Metalldose, die groß genug ist, damit die kleine Metalldose mit Platz darin Platz findet. Jede größere Metalldose funktioniert, wie zum Beispiel eine Kaffeedose. Stellen Sie sicher, dass es leer, sauber und an beiden Enden offen ist.
Schritt 3. Stechen Sie vier kleine Löcher in die kleine Dose
Stechen Sie mit einem Locher, Eispickel oder einem anderen Werkzeug vorsichtig vier kleine Löcher (jedes direkt gegenüber) in die kleine Metalldose. Positionieren Sie die Löcher direkt unter dem Rand des offenen Endes der Dose.
Schritt 4. Schieben Sie zwei dünne Stäbe zwischen die vier Löcher in der Dose
Schieben Sie eine Stange durch die Dose auf die andere Seite, dann wiederholen Sie dies mit der anderen Stange und den beiden verbleibenden Löchern; die beiden Stäbe sollten sich kreuzen. Diese Stäbe werden verwendet, um die kleine Dose im Kalorimeter zu stützen. Ideal sind temperaturbeständige Glasstäbe. Wenn Sie keine haben, versuchen Sie es mit einer stabilen, nicht brennbaren Rute.
Schritt 5. Füllen Sie die kleine Dose mit Wasser
Gieße mit einem Messzylinder, Kolben oder einem anderen Behälter 100 ml destilliertes Wasser in die kleine Metalldose.
Schritt 6. Messen Sie die Temperatur des Wassers
Benutze ein Quecksilberthermometer (kein digitales) und nimm die Anfangstemperatur deines Wassers. Möglicherweise müssen Sie das Thermometer einige Zeit im Wasser lassen, damit es eine genaue Anzeige des Wassers erhält (das die Temperatur ändern kann, wenn es sich an die Raumtemperatur anpasst).
Lassen Sie das Thermometer im Wasser; Sie werden es später für eine weitere Lesung benötigen
Schritt 7. Legen Sie die kleine Dose in die größere
Die kleine Metalldose sollte sicher in der größeren ruhen, getragen von den Stäben aus Glas oder einem anderen nicht brennbaren Material.
Schritt 8. Entfalten Sie eine Büroklammer und stecken Sie ein Ende in einen Korken
Eine Büroklammer in Standardgröße wird verwendet, um das Essen im Kalorimeter zu halten. Entfalten Sie die Büroklammer vollständig, sodass sie einen einzigen langen Strang bildet. Führen Sie ein Ende der Strähne in den Korken ein. Stellen Sie sicher, dass es aufrecht stehen kann, wobei die aufgeklappte Büroklammer nach oben ragt.
Teil 2 von 3: Verwenden des Kalorimeters
Schritt 1. Besorgen Sie sich etwas Futter zum Testen
Wiegen Sie die Lebensmittel mit einer genauen Waage und notieren Sie die Messung. Sie benötigen nur eine kleine Menge der Nahrung. Eine gute Wahl sind eine geschälte Erdnuss, Kartoffelchips oder andere fettreiche Lebensmittel.
Schritt 2. Bereiten Sie den Korkfutterhalter vor
Wickeln Sie das Ende der Büroklammer, das nicht im Korken steckt, vorsichtig um das zu testende Lebensmittel (oder durchstechen Sie es mit der Büroklammer).
Schritt 3. Das Essen anzünden
Stellen Sie den Kork auf eine ebene, nicht brennbare Oberfläche, sodass das Essen an der Büroklammer herausragt. Das Essen mit einem Butananzünder oder einem anderen Gerät anzünden. Sobald es Feuer fängt, stellen Sie die Dosen darüber.
Seien Sie sehr vorsichtig, zünden Sie das Essen an und stellen Sie die Dosen darüber, damit Sie sich nicht verbrennen
Schritt 4. Lassen Sie das Essen anbrennen
Halten Sie die Dosen so lange über dem Essen, bis es vollständig verbrennt. Wenn das Essen anbrennt, erhitzt es das Wasser in der kleinen Dose, die in der großen Dose hängt.
Beobachten Sie das Essen sorgfältig, während es anbrennt. Wenn es schnell erlischt, bevor das Essen vollständig verbrennt, zünden Sie es erneut an
Schritt 5. Überprüfen Sie die Temperatur des Wassers
Wenn das Essen vollständig ausgebrannt ist, rühren Sie das Wasser in der kleinen Dose mit dem Thermometer um. Notieren Sie die Temperatur des erhitzten Wassers.
Seien Sie vorsichtig beim Bewegen oder Berühren des Kalorimeters, da die Dosen und andere Teile sehr heiß sein können
Schritt 6. Wiegen Sie das angebrannte Essen
Sobald das angebrannte Essen vollständig abgekühlt ist, entfernen Sie es von der Büroklammer. Wiegen Sie es erneut und notieren Sie die Messung.
Teil 3 von 3: Berechnen
Schritt 1. Verstehen Sie die Formel, die Sie benötigen, um Kalorien zu berechnen
Die Formel zur Bestimmung des Kalorienwertes einer Lebensmittelprobe mit einem selbstgemachten Kalorimeter ist relativ einfach: Kalorien = Wasservolumen (in ml) x Temperaturänderung (in Celsius) des Wassers.
Schritt 2. Sammeln Sie die Daten, die Sie berechnen müssen
Wenn Sie die kleine Dose mit genau 100 ml destilliertem Wasser befüllt haben, kennen Sie bereits die Wassermenge (100 ml). Wenn Sie die Anfangstemperatur des Wassers und die Temperatur nach dem Anbrennen der Speisen aufgezeichnet haben, können Sie die Temperaturänderung bestimmen, indem Sie den kleineren Wert vom größeren abziehen.
Wenn zum Beispiel das Wasser in der Dose anfangs 35 Grad Celsius hatte, dann 39 Grad Celsius, nachdem das Essen verbrannt wurde, dann haben Sie eine Temperaturänderung von 4 Grad (39-35 = 4)
Schritt 3. Berechnen Sie die Kalorien, die in der Nahrung enthalten sind
Bestimmen Sie anhand der Formel und der von Ihnen gesammelten Daten, wie viele Kalorien das von Ihnen analysierte Lebensmittel enthielt.
- Wenn Sie beispielsweise eine Temperaturänderung von 4 Grad hatten, enthielt das Essen 400 Kalorien (400 = 100 ml x 4, nach der Formel Kalorien = Wasservolumen x Temperaturänderung des Wassers).
- Um Kcal des Lebensmittels zu bestimmen, multiplizieren Sie die Temperaturänderung des Wassers mit der Wassermenge in Litern. Im obigen Beispiel würde die Probe 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L Wasser x 4) enthalten.
