Como construir um calorímetro?

Para construir um calorímetro, comece perfurando 4 orifícios em pares opostos um ao outro, logo abaixo da borda de uma lata de refrigerante vazia. Em seguida, deslize 2 hastes finas pelos pares de orifícios para que se cruzem. Em seguida, coloque 100 mL de água destilada na lata e use um termômetro para verificar a temperatura da água. Depois disso, coloque a lata dentro de uma lata de metal maior, vazia e aberta nas duas extremidades, de forma que a lata menor fique suspensa por suas hastes. Finalmente, insira 1 extremidade de um clipe de papel desdobrado em uma rolha para servir de alça para o alimento que vai para o calorímetro. Para aprender a usar seu calorímetro, continue lendo!

Para construir um calorímetro
Para construir um calorímetro, comece perfurando 4 orifícios em pares opostos um ao outro, logo abaixo da borda de uma lata de refrigerante vazia.

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 de dieta, 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.

Parte 1 de 3: construindo o calorímetro

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    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.
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    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.
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    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.
    Posso usar o calorímetro para encontrar a quantidade de calorias em um líquido
    Posso usar o calorímetro para encontrar a quantidade de calorias em um líquido?
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    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.
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    Encha a pequena lata com água. Usando um cilindro graduado, frasco ou outro recipiente, despeje 100 mL de água destilada na pequena lata de metal.
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    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.
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    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.
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    Desdobre um clipe de papel e insira uma das pontas 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 para 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.
Insira 1 extremidade de um clipe de papel desdobrado em uma rolha para servir de alça para o alimento
Finalmente, insira 1 extremidade de um clipe de papel desdobrado em uma rolha para servir de alça para o alimento que vai para o calorímetro.

Parte 2 de 3: usando o calorímetro

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    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.
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    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-o com o clipe).
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    Acenda a comida. Coloque a rolha sobre 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 os alimentos e colocar as latas sobre eles para não se queimar.
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    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.
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    Verifique a temperatura da água. Quando a comida estiver completamente queimada, 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.
    Você pode construir um calorímetro caseiro para determinar as calorias ou Kcal de uma amostra de alimento
    Com alguns materiais simples e cotidianos, você pode construir um calorímetro caseiro para determinar as calorias ou Kcal de uma amostra de alimento.
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    Pese a comida queimada. Assim que o alimento queimado esfriar completamente, remova-o do clipe. Pesar novamente e registrar a medição.

Parte 3 de 3: cálculo

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    Compreenda a fórmula necessária para calcular as calorias. A fórmula usada para determinar o valor calórico de uma amostra de alimento por meio de um calorímetro caseiro é relativamente simples: calorias = volume de água (em mL) x variação de temperatura (em Celsius) da água.
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    Reúna os dados de 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°C, depois a 39°C depois que o alimento foi queimado, você tem uma mudança de temperatura de 4 graus (39-35 = 4).
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    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, 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)

Coisas que você vai precisar

  • Latas de metal
  • Amostra de comida
  • Escala
  • Cortiça
  • Clipe de papel
  • Cilindro graduado, frasco ou outro recipiente para medir a água
  • Termômetro
  • Implementar para fazer furos na lata

Perguntas e respostas

  • O que você quer dizer com colocar as latas sobre a comida queimando?
    Uma vez que a lata maior tem que ser aberta em ambos os lados (como um tubo), e a lata menor fica suspensa dentro, você deve colocar a lata de forma que a lata maior cubra a comida queimando, e a pequena pode ficar diretamente acima do queimar comida.
  • Por que preciso pesar os alimentos?
    Para que você possa obter o número exato de calorias por grama de alimento. Você faz isso dividindo o total de calorias pelo peso do alimento.
  • Isso funcionará para uma composição de uma Olimpíada de Ciências?
    Sim, você só precisa mudar o termômetro de mercúrio para um termômetro digital.
  • Como calculo as calorias em um alimento maior?
    Se estiver seco, remova uma pequena porção, registre o peso fracionário e, assim que encontrar as calorias dessa pequena porção, multiplique pelo recíproco da fração. Agora você tem as calorias para a comida grande. (No entanto, este método só funciona para alimentos combustíveis.)
  • Posso usar um termômetro de doces?
    Por causa das temperaturas relativamente altas associadas à fabricação de doces, esses termômetros são geralmente graduados para dar a maior sensibilidade a essas faixas de temperatura mais altas. Os testes de calorímetro geralmente envolvem mudanças de temperatura dentro de 10 graus da temperatura ambiente, então um termômetro de doce simplesmente não funciona, suas escalas geralmente começam a 38°C e nem mesmo registram a reação.
  • Devo usar um termômetro de mercúrio ou pode ser digital?
    Você pode usar qualquer um dos termômetros, embora o mercúrio seja o preferido.
  • O calor não conseguirá escapar do topo?
    Sim, no entanto, você pode ter certeza de que o termômetro está medindo a água conforme ela aquece - dessa forma, você terá resultados mais precisos.
  • Faz diferença se eu usar mais ou menos do que 100 mililitros de água? A comida ainda será medida adequadamente?
    Contanto que você possa ajustar seus cálculos para acomodar a diferença, a comida ainda será medida corretamente.
Perguntas não respondidas
  • Posso usar uma lata maior de policarbonato?
  • Posso usar um material de policarbonato para a lata maior?
  • Como faço um buraco no amendoim?
  • Posso usar o calorímetro para encontrar a quantidade de calorias em um líquido?
  • Se a tampa estiver aberta, isso não significa que o calor escapará?

Comentários (7)

  • rubysaunders
    Isso me ajudou muito porque estou fazendo Ciência dos Alimentos no Torneio das Olimpíadas de Ciências e precisava fazer um calorímetro. Essas instruções foram fáceis de seguir, mas muito úteis. Obrigado!
  • alanjohnson
    Isso me ajudou um pouco.
  • rstewart
    Isso me ajudou muito! Fiz isso para meu projeto de feira de ciências e funcionou muito bem! Agora eu sei que as batatas fritas Lay's têm menos calorias do que as indicadas na embalagem!
  • fatimacampos
    Foi meio útil.
  • ustroman
    Eu precisava disso para minha Olimpíada de Ciências!
  • ona35
    Eu tinha um projeto para uma feira de ciências e isso me ajudou a descobrir como finalizá-lo.
  • jfernandes
    Eu precisava saber quais suprimentos seriam necessários para fazer um calorímetro para um clube depois da escola, e devo dizer que isso definitivamente ajudou.:)
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