Calorímetros são usados para medir a energia potencial. Uma caloria é a energia necessária para aquecer 1 mL de água a 1 grau Celsius. Essas calorias não são as mesmas usadas para se referir aos alimentos em rótulos nutricionais, planos dietéticos, etc., que são conhecidos como Calorias ou Kcal (1000 calorias normais). Com alguns materiais simples e cotidianos, você pode construir um calorímetro caseiro para determinar as calorias ou Kcal de uma amostra de alimento.
Passos
Parte 1 de 3: Construindo o Calorímetro
Etapa 1. Pegue uma pequena lata de metal
Esta lata será usada para conter água que será aquecida como parte das medições calorimétricas. Qualquer lata de metal pequena funcionará, como as usadas para embalar vegetais ou uma lata de refrigerante. Certifique-se de que esteja vazio, limpo e aberto em uma das extremidades. Se você estiver usando uma lata de refrigerante, a abertura usada para beber da lata será suficiente.
Etapa 2. Pegue uma lata de metal maior
Você precisará de uma segunda lata de metal, grande o suficiente para que a pequena lata de metal caiba dentro dela com espaço de sobra. Qualquer lata de metal maior funcionará, como uma lata de café. Certifique-se de que esteja vazio, limpo e aberto nas duas extremidades.
Etapa 3. Faça quatro furos pequenos na lata pequena
Usando um furador, picador de gelo ou outro instrumento, faça cuidadosamente quatro pequenos orifícios (cada um diretamente em frente ao outro) na pequena lata de metal. Posicione os orifícios logo abaixo da borda da extremidade aberta da lata.
Etapa 4. Deslize duas hastes finas entre os quatro orifícios da lata
Deslize uma haste pela lata para o outro lado e repita com a outra haste e os dois orifícios restantes; as duas hastes devem se cruzar. Essas hastes serão usadas para apoiar a pequena lata no calorímetro. Varetas de vidro resistentes à temperatura são ideais. Se você não tiver nenhum, experimente qualquer tipo de haste resistente e não inflamável.
Etapa 5. Encha a lata pequena com água
Usando um cilindro graduado, frasco ou outro recipiente, despeje 100 mL de água destilada na pequena lata de metal.
Etapa 6. Meça a temperatura da água
Usando um termômetro de mercúrio (não digital), meça a temperatura inicial da água. Pode ser necessário deixar o termômetro na água por algum tempo para que ele possa obter uma leitura precisa da água (o que pode mudar a temperatura à medida que se ajusta à temperatura ambiente).
Deixe o termômetro na água; você precisará fazer outra leitura mais tarde
Etapa 7. Coloque a lata pequena dentro da maior
A pequena lata de metal deve ficar com segurança dentro da maior, apoiada nas hastes de vidro ou outro material não inflamável.
Etapa 8. Desdobre um clipe de papel e insira uma extremidade em uma rolha
Um clipe de papel de tamanho padrão será usado para segurar o alimento dentro do calorímetro. Desdobre completamente o clipe de papel de forma que forme um único fio longo. Insira uma extremidade do fio na rolha. Certifique-se de que ele pode ficar em pé com o clipe de papel desdobrado para cima.
Parte 2 de 3: Usando o Calorímetro
Etapa 1. Obtenha um pouco de comida para testar
Pese o alimento usando uma escala precisa e registre a medição. Você só precisará de uma pequena quantidade de comida. Boas escolhas incluem amendoim com casca, batata frita ou outro alimento com alto teor de gordura.
Passo 2. Prepare o porta-alimentos de cortiça
Enrole com cuidado a ponta do clipe que não está grudando na rolha ao redor do alimento que você vai testar (ou fure com o clipe).
Etapa 3. Acenda a comida
Coloque a rolha em uma superfície plana e não inflamável de forma que o alimento no clipe fique para fora. Acenda a comida, usando um isqueiro de butano ou outro dispositivo. Assim que pegar fogo, coloque as latas sobre ele.
Tenha muito cuidado ao acender a comida e colocar as latas sobre ela para não se queimar
Etapa 4. Deixe a comida queimar
Mantenha as latas sobre os alimentos pelo tempo que for necessário para queimem completamente. À medida que a comida queima, ela aquece a água da lata pequena que está suspensa na lata grande.
Observe cuidadosamente a comida enquanto ela queima. Se apagar rapidamente, antes que a comida queime completamente, acenda-o novamente
Etapa 5. Verifique a temperatura da água
Quando a comida tiver queimado completamente, mexa a água na lata pequena usando o termômetro. Registre a temperatura da água aquecida.
Tenha cuidado ao mover ou tocar o calorímetro, pois as latas e outras peças podem estar muito quentes
Etapa 6. Pesar o alimento queimado
Assim que o alimento queimado esfriar completamente, remova-o do clipe. Pese novamente e registre a medição.
Parte 3 de 3: Calculando
Etapa 1. Compreenda a fórmula necessária para calcular as calorias
A fórmula usada para determinar o valor calórico de uma amostra de alimento usando um calorímetro caseiro é relativamente simples: calorias = volume de água (em mL) x variação de temperatura (em Celsius) da água.
Etapa 2. Reúna os dados que você precisa para calcular
Se você encheu a lata pequena com exatamente 100 mL de água destilada, você já sabe o volume de água (100 mL). Se você registrou a temperatura inicial da água e sua temperatura depois que o alimento foi queimado, poderá determinar a mudança de temperatura subtraindo o valor menor do maior.
Por exemplo, se a água na lata estava inicialmente a 35 graus Celsius, depois a 39 graus Celsius depois que a comida foi queimada, você tem uma mudança de temperatura de 4 graus (39-35 = 4)
Passo 3. Calcule as calorias contidas na comida
Usando a fórmula e os dados que você coletou, determine quantas calorias havia nos alimentos que você analisou.
- Por exemplo, se você teve uma mudança de temperatura de 4 graus, então o alimento continha 400 calorias (400 = 100 mL x 4, usando a fórmula calorias = volume de água x mudança de temperatura da água)
- Para determinar a Kcal do alimento, multiplique a mudança de temperatura da água pelo volume de água em litros. Usando o exemplo acima, a amostra conteria 0,4 Kcal (0,4 Kcal = 0,100 L de água x 4)
