Количество тепла, выделяющееся при сгорании определенной массы топлива, определяется в специальном приборе – калориметрической бомбе. Это прочный стальной герметически закрывающийся сосуд, окруженный теплоизолирующей водяной рубашкой. Образец известной массы помещается внутри бомбы в атмосфере сжатого кислорода под давлением порядка 25· 105 Па.
Затем образец поджигают с помощью электрического запала. Тепло, выделяющееся в результате горения образца, поглощается в водяной рубашке. В ходе эксперимента измеряют повышение температуры водяной рубашки, которое обычно не превышает одного-двух градусов. По повышению температуры вычисляют количество выделившегося тепла. Поскольку процесс идет при постоянном объеме, выделяющееся тепло равно изменению внутренней энергии системы.
Рис.2. Калориметр – прибор для определения тепловых эффектов реакций
Современные калориметры настолько чувствительны, что позволяют использовать очень маленькие образцы горючих веществ. Теплотворная способность некоторых важных топлив приведена в таблице 1.
Таблица 1. Теплотворная способность некоторых видов топлива
|
Название топлива |
Теплотворная способность, кДж/г |
|
Антрацит |
32,6 |
|
Бурый уголь |
27,2 |
|
Метан (осн. комп. Прир. газа) |
55,6 |
|
Этанол |
30,4 |
|
Водород |
142,9 |
|
Бензин |
48 |
|
|
|
В организме человека жиры и углеводы окисляются до углекислого газа и воды. Калорийность содержащих эти питательные вещества продуктов питания также может быть определена путем сжигания их в калориметрической бомбе. Более сложными методами определяется калорийность белков, так как при окислении в организме белки образуют не азот, который получается при их сгорании, а мочевину.
Таблица 2. Калорийность основных компонентов пищи и некоторых продуктов питания
|
Компонент пищи, продукт |
Калорийность, кДж/г |
|
Углеводы |
16 |
|
Белки |
17 |
|
Жиры |
38 |
|
Сливочное масло |
30,41 |
|
Сахар |
16,80 |
|
Мясо говяжье |
11,07 |
|
Картофель |
3,69 |
|
Рыба |
3,22 |
Количество энергии, которое необходимо человеческому организму зависит от характера его деятельности, массы его тела, возраста и пола. У мужчин эта величина составляет от 9200 до 12100 кДж в сутки, у женщин от 6700до 8800 кДж.
Иногда калорийность продуктов питания приводится в устаревших единицах –калориях или килокалориях (больших калориях). 1 ккал = 4,184 кДж
Ваша оценка?
