Calorimeters worden gebruikt om potentiële energie te meten. Een calorie is de energie die nodig is om 1 ml water 1 graad Celsius te verwarmen. Deze calorieën zijn niet dezelfde als de calorieën die worden gebruikt om naar voedsel te verwijzen op voedingsetiketten, voedingsplannen, enz., die bekend staan als Calorieën of Kcal (1000 normale calorieën). Met enkele eenvoudige, alledaagse materialen kun je een zelfgemaakte calorimeter maken om de calorieën of Kcal van een voedselmonster te bepalen.
Stappen
Deel 1 van 3: De calorimeter bouwen
Stap 1. Pak een klein metalen blikje
Dit kan worden gebruikt om water te bevatten dat wordt verwarmd als onderdeel van de calorimetrische metingen. Elk klein metalen blikje werkt, zoals die voor het verpakken van groenten of een blikje frisdrank. Zorg ervoor dat deze aan één kant leeg, schoon en open is. Als je een blikje frisdrank gebruikt, is de opening die wordt gebruikt om uit het blikje te drinken voldoende.
Stap 2. Pak een groter metalen blikje
Je hebt een tweede metalen blikje nodig, groot genoeg dat het kleine metalen blikje erin past met ruimte over. Elk groter metalen blikje zal werken, zoals een koffieblikje. Zorg ervoor dat deze leeg, schoon en aan beide uiteinden open is.
Stap 3. Prik vier kleine gaatjes in het kleine blikje
Prik met een perforator, ijspriem of ander werktuig voorzichtig vier kleine gaatjes (elk recht tegenover elkaar) in het kleine metalen blikje. Plaats de gaten net onder de rand van het open uiteinde van het blik.
Stap 4. Schuif twee dunne staafjes tussen de vier gaten in het blik
Schuif een staaf door het blik naar de andere kant, herhaal dan met de andere staaf en de twee resterende gaten; de twee staven moeten elkaar kruisen. Deze staven zullen worden gebruikt om het kleine blikje in de calorimeter te ondersteunen. Temperatuurbestendige glasstaven zijn ideaal. Als je er geen hebt, probeer dan een stevige, onbrandbare staaf.
Stap 5. Vul het kleine blikje met water
Gebruik een maatcilinder, kolf of andere container om 100 ml gedestilleerd water in het kleine metalen blikje te gieten.
Stap 6. Meet de temperatuur van het water
Gebruik een kwikthermometer (geen digitale) om de begintemperatuur van uw water te meten. Het kan zijn dat u de thermometer enige tijd in het water moet laten zodat deze een nauwkeurige meting van het water kan krijgen (wat van temperatuur kan veranderen als het zich aanpast aan kamertemperatuur).
Laat de thermometer in het water; u hebt het later nodig om nog een meting te doen
Stap 7. Plaats het kleine blikje in het grotere blikje
Het kleine metalen blikje moet stevig in het grotere blikje rusten, ondersteund door de staven van glas of een ander onbrandbaar materiaal.
Stap 8. Vouw een paperclip open en steek het ene uiteinde in een kurk
Er wordt een paperclip van standaardformaat gebruikt om het voedsel in de calorimeter te houden. Vouw de paperclip volledig uit zodat deze een enkele lange streng vormt. Steek het ene uiteinde van de streng in de kurk. Zorg ervoor dat hij rechtop kan staan met de uitgevouwen paperclip omhoog.
Deel 2 van 3: De calorimeter gebruiken
Stap 1. Haal wat eten om te testen
Weeg het voedsel met een nauwkeurige weegschaal en noteer de meting. Je hebt maar een kleine hoeveelheid van het voer nodig. Goede keuzes zijn een gepelde pinda, aardappelchips of ander vetrijk voedsel.
Stap 2. Bereid de kurken voedselhouder voor
Wikkel het uiteinde van de paperclip dat niet in de kurk blijft steken voorzichtig om het voedsel dat u gaat testen (of prik het door met de paperclip).
Stap 3. Steek het eten aan
Plaats de kurk op een vlak, onbrandbaar oppervlak zodat het voedsel op de paperclip omhoog steekt. Steek het voedsel aan met een butaanaansteker of een ander apparaat. Zodra het vlam vat, plaats je de blikken erop.
Wees heel voorzichtig met het aansteken van het voedsel en het plaatsen van de blikken erover zodat u zich niet verbrandt
Stap 4. Laat het eten aanbranden
Houd de blikken net zo lang boven het voedsel als nodig is om volledig te verbranden. Terwijl het voedsel verbrandt, verwarmt het het water in het kleine blikje dat in het grote blikje hangt.
Let goed op het voedsel terwijl het brandt. Als het snel uitgaat, voordat het voedsel volledig is verbrand, steek het dan opnieuw aan
Stap 5. Controleer de temperatuur van het water
Zodra het voedsel volledig is opgebrand, roer je het water in het kleine blikje met behulp van de thermometer. Noteer de temperatuur van het verwarmde water.
Wees voorzichtig met het verplaatsen of aanraken van de calorimeter, aangezien de blikken en andere onderdelen erg heet kunnen zijn
Stap 6. Weeg het verbrande voedsel
Zodra het verbrande voedsel volledig is afgekoeld, verwijdert u het van de paperclip. Weeg het opnieuw en noteer de meting.
Deel 3 van 3: Berekenen
Stap 1. Begrijp de formule die je nodig hebt om calorieën te berekenen
De formule die wordt gebruikt om de calorische waarde van een voedselmonster te bepalen met behulp van een zelfgemaakte calorimeter is relatief eenvoudig: calorieën = volume water (in ml) x de temperatuurverandering (in Celsius) van het water.
Stap 2. Verzamel de gegevens die je nodig hebt om te berekenen
Als je het kleine blikje hebt gevuld met precies 100 ml gedestilleerd water, dan weet je al de hoeveelheid water (100 ml). Als u de begintemperatuur van het water en de temperatuur ervan hebt geregistreerd nadat het voedsel was verbrand, kunt u de temperatuurverandering bepalen door de kleinere waarde van de grotere af te trekken.
Als het water in het blik bijvoorbeeld eerst 35 graden Celsius was en daarna 39 graden Celsius nadat het voedsel was verbrand, dan heb je een temperatuurverandering van 4 graden (39-35 = 4)
Stap 3. Bereken de calorieën in het voedsel
Bepaal met behulp van de formule en de gegevens die u hebt verzameld hoeveel calorieën er in het voedsel zaten dat u hebt geanalyseerd.
- Als u bijvoorbeeld een temperatuurverandering van 4 graden had, bevat het voedsel 400 calorieën (400 = 100 ml x 4, met de formule calorieën = watervolume x de temperatuurverandering van het water)
- Om de Kcal van het voedsel te bepalen, vermenigvuldigt u de temperatuurverandering van het water met het watervolume in liters. Met het bovenstaande voorbeeld zou het monster 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L water x 4) bevatten
