Vyhľadajte vzorec na výpočet výhrevnosti pomocou kalorimetra (chémia, kalórie, čokoláda)
Pre školský projekt NWT musím určiť výhrevnosť mojej vlastnej čokolády. Použili sme na to jednoduchý kalorimeter (vyrobený samotnými učiteľmi).
Mám tieto údaje: 0,5 g čokolády bolo spálených, použili sme 100 ml vody a teplota vody stúpla z 24 ° C na 32 ° C, teda 8 ° C.
Môj učiteľ mi povedal, že sa to dá vypočítať podľa pravidla tri, preto som urobil nasledujúci výpočet:
800 * 200 = 160000cal = 160kcal
Výsledok však nemusí byť správny, je to tmavá čokoláda, ale ukázalo sa, že je dosť sladká, ale namiesto cukru som použila med.
Čo sa pokazilo? Je môj výpočet nesprávny? Alebo sa niečo pokazilo s počítadlom kalórií?
3 odpovede
V zásade ste vypočítali správne.
Po prvé, každý, kto použil kalórie, sa v skutočnosti diskvalifikoval. Získate spaľovacie teplo 670 kJ/100 g. Ak vaši učitelia skutočne trvajú na kalóriách, môžete sa ich opýtať, aké to bolo, keď dinosaury vyhynuli, dovtedy už museli byť plnoletí.
Po druhé, nepíšete, prečo nie ste spokojní so svojou hodnotou, ale zdá sa, že je nízka. Cukor má spalné teplo okolo 1 500 kJ/100 g, tuk je tu dvakrát viac. Keďže čokoláda obsahuje cukor, tuk a niečo iné, dalo by sa očakávať minimálne hodnotu cukru, a určite nie menej. Ale poznáte svoj recept lepšie ako ja.
Raz som strávil dve popoludnia na stáži s kalorimetrickým meraním v starom bombovom kalorimetri, a preto nie som odborník. Ale viem, že niečo ako študentský experiment nemôže dopadnúť naozaj dobre. Aby ste to dosiahli, musíte spustiť spaľovanie v čistom kyslíku s pretlakom a urobiť úžasné vúdú pri kalibrácii kalorimetra, nehovoriac o izolácii. A samozrejme si dáte niekoľko litrov vody, nie 100 ml. Ako ste to urobili?
Prvým podozrením pri hľadaní zdrojov chyby je nedokonalé spaľovanie. Zostali z čokolády niečo, napríklad sadze, popol, živicové kaly alebo iné nečistoty? Potom nie je úplne spálený a nemali by ste sa diviť, že ste dokázali zmerať iba časť spaľovacieho tepla.
Druhým podozrivým je tok tepla z kalorimetra do okolia; koniec koncov sa oteplilo o osem stupňov, niečo už odteká. Ako dlho trvalo popálenie? Čím dlhšie to trvá, tým viac tepla stratíte z neúplne izolovaného kalorimetra. Urobili sme to v bombe s objemom takmer ½ l pri tlaku kyslíka 50 bar, zhorí sa to za pár sekúnd a stačí počkať, kým teplo z bomby prejde do vody. Ak horenie trvá niekoľko minút, nemali by ste sa čudovať tepelným stratám.
Ako ste to zvládli s prívodom kyslíka? Pretlak v bombe? Stechiometricky potrebujete asi 200 ml kyslíka alebo liter vzduchu na pol gramu cukru, a ešte viac na tuk. V praxi by mal byť veľký prebytok, inak bude horieť pomaly a nie úplne. Ako si to spravil?
Ste si istí, že na konci merania spaľovacia komora vydala všetko teplo do vody (a iba tam)?
Celkovo je to samozrejme pekný experiment, ale musí byť zrejmé, že bez profesionálneho vybavenia budete merať príliš nízke horúčavy.