Comment construire un calorimètre?
Pour construire un calorimètre, commencez par percer 4 trous deux à deux en face de l'autre juste en dessous du bord d'une canette de soda vide. Ensuite, faites glisser 2 fines tiges à travers les paires de trous pour qu'elles se croisent. Ensuite, mettez 100 ml d'eau distillée dans la boîte et utilisez un thermomètre pour vérifier la température de l'eau. Après cela, placez la boîte dans une boîte métallique plus grande qui est vide et ouverte aux deux extrémités, de sorte que la plus petite boîte soit suspendue par ses tiges. Enfin, insérez 1 extrémité d'un trombone déplié dans un bouchon pour servir de poignée pour les aliments entrant dans le calorimètre. Pour apprendre à utiliser votre calorimètre, continuez à lire!
Pour construire un calorimètre, commencez par percer 4 trous deux à deux en face de l'autre juste en dessous du bord d'une canette de soda vide.
Les calorimètres sont utilisés pour mesurer l'énergie potentielle. Une calorie est l'énergie nécessaire pour chauffer 1 mL d'eau à 1 degré Celsius. Ces calories ne sont pas les mêmes que celles utilisées pour désigner les aliments sur les étiquettes nutritionnelles, les plans diététiques, etc., qui sont appelées Calories ou Kcal (1000 calories normales). Avec quelques matériaux simples et quotidiens, vous pouvez construire un calorimètre maison pour déterminer les calories ou Kcal d'un échantillon de nourriture.
Partie 1 sur 3: Construire le calorimètre
- 1Procurez-vous une petite boîte en métal. Celui-ci peut être utilisé pour contenir de l'eau qui sera chauffée dans le cadre des mesures calorimétriques. N'importe quelle petite canette en métal fonctionnera, comme celles utilisées pour emballer les légumes ou une canette de soda. Assurez-vous qu'il est vide, propre et ouvert à une extrémité. Si vous utilisez une canette de soda, l'ouverture utilisée pour boire dans la canette suffira.
- 2Procurez-vous une boîte métallique plus grande. Vous aurez besoin d'une deuxième boîte métallique, suffisamment grande pour que la petite boîte métallique puisse y rentrer avec suffisamment d'espace. Toute boîte métallique plus grande fonctionnera, comme une boîte de café. Assurez-vous qu'il est vide, propre et ouvert aux deux extrémités.
- 3Percez quatre petits trous dans la petite boîte. À l'aide d'une perforatrice, d'un pic à glace ou d'un autre outil, percez soigneusement quatre petits trous (chacun directement en face de l'autre) dans la petite boîte métallique. Placez les trous juste en dessous du bord de l'extrémité ouverte de la boîte.
Puis-je utiliser le calorimètre pour trouver la quantité de calories dans un liquide? - 4Faites glisser deux tiges minces entre les quatre trous de la boîte. Faites glisser une tige à travers la boîte de l'autre côté, puis répétez avec l'autre tige et les deux trous restants; les deux tiges doivent se croiser. Ces tiges serviront à supporter la petite boîte dans le calorimètre. Les tiges de verre résistantes à la température sont idéales. Si vous n'en avez pas, essayez n'importe quel type de tige solide et ininflammable.
- 5Remplissez la petite boîte avec de l'eau. À l'aide d'un cylindre gradué, d'une fiole ou d'un autre récipient, versez 100 ml d'eau distillée dans la petite boîte métallique.
- 6Mesurez la température de l'eau. À l'aide d'un thermomètre à mercure (et non numérique), prenez la température initiale de votre eau. Vous devrez peut-être laisser le thermomètre dans l'eau pendant un certain temps afin qu'il puisse obtenir une lecture précise de l'eau (ce qui peut changer la température à mesure qu'il s'ajuste à la température ambiante).
- Laissez le thermomètre dans l'eau; vous en aurez besoin pour une autre lecture plus tard.
- 7Placez la petite boîte à l'intérieur de la plus grande. La petite boîte métallique doit reposer solidement à l'intérieur de la plus grande, soutenue par les tiges en verre ou en un autre matériau ininflammable.
- 8Dépliez un trombone et insérez une extrémité dans un bouchon. Un trombone de format standard sera utilisé pour maintenir les aliments à l'intérieur du calorimètre. Dépliez complètement le trombone pour qu'il forme un seul long fil. Insérez une extrémité du brin dans le bouchon. Assurez-vous qu'il peut se tenir debout avec le trombone déplié qui dépasse.
Enfin, insérez 1 extrémité d'un trombone déplié dans un bouchon pour servir de poignée pour les aliments entrant dans le calorimètre.
Partie 2 sur 3: utilisation du calorimètre
- 1Procurez-vous de la nourriture à tester. Pesez les aliments à l'aide d'une balance précise et enregistrez la mesure. Vous n'aurez besoin que d'une petite quantité de nourriture. Les bons choix incluent une arachide décortiquée, des croustilles ou tout autre aliment riche en matières grasses.
- 2Préparez le porte-nourriture en liège. Enroulez soigneusement l'extrémité du trombone qui ne colle pas dans le bouchon autour des aliments que vous allez tester (ou percez-la avec le trombone).
- 3Allumez la nourriture. Placez le bouchon sur une surface plane et ininflammable de sorte que la nourriture sur le trombone dépasse. Allumez les aliments à l'aide d'un briquet au butane ou d'un autre appareil. Dès qu'il prend feu, placez les canettes dessus.
- Soyez très prudent en allumant les aliments et en plaçant les boîtes dessus pour ne pas vous brûler.
- 4Laissez la nourriture brûler. Gardez les boîtes sur les aliments aussi longtemps que nécessaire pour brûler complètement. Au fur et à mesure que les aliments brûlent, ils chaufferont l'eau de la petite canette suspendue dans la grande canette.
- Surveillez attentivement la nourriture pendant qu'elle brûle. S'il s'éteint rapidement, avant que les aliments ne brûlent complètement, rallumez-le.
- 5Vérifiez la température de l'eau. Une fois que les aliments ont complètement brûlé, remuez l'eau dans la petite boîte à l'aide du thermomètre. Enregistrez la température de l'eau chauffée.
- Faites attention de déplacer ou de toucher le calorimètre, car les bidons et autres pièces peuvent être très chauds.
Avec quelques matériaux simples et quotidiens, vous pouvez construire un calorimètre maison pour déterminer les calories ou Kcal d'un échantillon de nourriture. - 6Pesez la nourriture brûlée. Une fois que les aliments brûlés ont complètement refroidi, retirez-les du trombone. Pesez-le à nouveau et enregistrez la mesure.
Partie 3 sur 3: calcul
- 1Comprenez la formule dont vous aurez besoin pour calculer les calories. La formule utilisée pour déterminer la valeur calorique d'un échantillon d'aliments à l'aide d'un calorimètre maison est relativement simple: calories = volume d'eau (en ml) x changement de température (en Celsius) de l'eau.
- 2Rassemblez les données dont vous avez besoin pour calculer. Si vous avez rempli la petite boîte avec exactement 100 ml d'eau distillée, vous connaissez déjà le volume d'eau (100 ml). Si vous avez enregistré la température initiale de l'eau et sa température après la cuisson des aliments, vous pouvez déterminer le changement de température en soustrayant la valeur la plus petite de la plus grande.
- Par exemple, si l'eau de la canette était initialement de 35°C, puis de 39°C après que l'aliment a été brûlé, alors vous avez un changement de température de 4 degrés (39-35 = 4).
- 3Calculez les calories contenues dans les aliments. À l'aide de la formule et des données que vous avez collectées, déterminez le nombre de calories contenues dans les aliments que vous avez analysés.
- Par exemple, si vous aviez un changement de température de 4 degrés, alors la nourriture contenait 400 calories (400 = 100 ml x 4, en utilisant la formule calories = volume d'eau x le changement de température de l'eau)
- Pour déterminer le Kcal de l'aliment, multipliez le changement de température de l'eau par le volume d'eau en litres. En utilisant l'exemple ci-dessus, l'échantillon contiendrait 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L d'eau x 4)
- Boîtes métalliques
- Échantillon alimentaire
- Escalader
- Liège
- Trombone
- Éprouvette graduée, flacon ou autre récipient pour mesurer l'eau
- Thermomètre
- Outil pour percer des trous dans la boîte
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Questions et réponses
- Pourquoi dois-je peser la nourriture?Pour que vous puissiez obtenir le nombre exact de calories par gramme d'aliment. Pour ce faire, divisez le total des calories par le poids de la nourriture.
- Comment calculer les calories dans un plus gros morceau de nourriture?S'il est séché, enlevez une petite portion, enregistrez le poids fractionnaire, et une fois que vous avez trouvé les calories dans cette petite portion, multipliez cela par l'inverse de la fraction. Maintenant, vous avez les calories pour les gros aliments. (Cependant, cette méthode ne fonctionne que pour les aliments combustibles.)
- Dois-je utiliser un thermomètre à mercure ou peut-il être numérique?Vous pouvez utiliser l'un ou l'autre thermomètre, bien que le mercure soit préféré.
- Que voulez-vous dire par mettre les boîtes sur les aliments en feu?Étant donné que la plus grande boîte doit être ouverte des deux côtés (comme un tube) et que la plus petite boîte est suspendue à l'intérieur, vous devez placer la boîte de telle sorte que la plus grande boîte enveloppe les aliments en feu et la petite peut être directement au-dessus de la boîte. brûler de la nourriture.
- Puis-je utiliser un thermomètre à bonbons à la place?En raison des températures relativement élevées associées à la fabrication de bonbons, ces thermomètres sont généralement gradués pour donner la plus grande sensibilité à ces plages de températures plus élevées. Les tests au calorimètre impliquent généralement des changements de température à moins de 10 degrés de la température ambiante, donc un thermomètre à bonbons ne fonctionnera tout simplement pas, leurs échelles commencent généralement à 38°C et n'enregistrent même pas la réaction.
- Cela fonctionnera-t-il pour une composition d'Olympiade scientifique?Oui, il vous suffit de remplacer le thermomètre à mercure par un thermomètre numérique.
- Est-ce important que j'utilise plus ou moins de 100 millilitres d'eau? La nourriture sera-t-elle toujours correctement mesurée?Tant que vous pouvez ajuster vos calculs pour tenir compte de la différence, la nourriture sera toujours correctement mesurée.
- La chaleur ne pourra-t-elle pas s'échapper par le haut?Oui, cependant, vous pouvez vous assurer que le thermomètre mesure l'eau pendant qu'elle se réchauffe - de cette façon, vous obtiendrez des résultats plus précis.
Questions sans réponse
- Si le toit est ouvert, cela ne signifie-t-il pas que la chaleur s'échappera?
- Comment faire un trou dans l'arachide?
- Puis-je utiliser un matériau en polycarbonate pour la plus grande boîte?
- Puis-je utiliser une boîte plus grande en polycarbonate?
- Puis-je utiliser le calorimètre pour trouver la quantité de calories dans un liquide?
Les commentaires (7)
- Cela m'a beaucoup aidé parce que je fais de la science alimentaire dans le tournoi de l'Olympiade scientifique et que je devais fabriquer un calorimètre. Ces instructions étaient faciles à suivre, mais très utiles. Merci!
- Cela m'a beaucoup aidé! Je l'ai fait pour mon projet d'expo-sciences et cela a très bien fonctionné! Maintenant, je sais que les croustilles Lay's ont moins de calories que ce qui est indiqué sur l'emballage!
- J'avais besoin de savoir quelles fournitures seraient nécessaires pour fabriquer un calorimètre pour un club après l'école, et je dois dire que cela a vraiment aidé.:)
- C'était en quelque sorte utile.
- Cela m'a quelque peu aidé.
- J'avais un projet d'expo-sciences, et cela m'a aidé à comprendre comment terminer le projet.
- J'en avais besoin pour mes Olympiades scientifiques!
