Визначення фізичних калорій в калориметричній бомбі у студентському словнику з біології

Калориметрія - метод визначення кількості споживання тепла та енергії. Тож ви можете z. B. Вміст Джоуля (раніше калорія: 1 кал = 4,1868 Дж) у їжі, вивільнена ентальпія хімічних реакцій або енергія, що виділяється під час метаболічних процесів організмів. Це здійснюється в калориметрі або калориметричній бомбі, завдяки чому теплообміну з навколишнім середовищем значною мірою запобігає ізоляція.
Одним з перших калориметрів був льодовий калориметр від LAVOISIER та LAPLACE від 1780 р.

Вимірювання споживання енергії в льодовому калориметрі

Усередині калориметричної бомби є киснева атмосфера. Бомба знаходиться в калориметричній посудині, заповненій калориметричною водою.

Для визначення 1 г речовини, що підлягає дослідженню, підпалюють і спалюють електричним способом. Тепло, що виділяється, вимірюється високочутливими термопарами.

Таблиця містить фізичну теплотворну здатність різних поживних речовин, визначених таким чином.

Фізична калорійність деяких поживних речовин та сечовини

речовина	фізична теплотворна здатність в кДж/г.
глюкоза	15,69
Мальтоза	16.53
Декстрин	17.24
Сила	17.61
тваринного жиру	39,58
рослинний жир	39,83
М'язовий білок	24.02
альбумін	24,77
сечовина	10.59

Калорійність також можна розрахувати, якщо знати енергію ΔG, що виділяється під час реакції.
Приклад (глюкоза):

1 моль глюкози важить 180 г.

Калорійність = 2836 кДж: 180 г = 15,7 кДж/г

Δ G - кількість енергії, що виділяється під час цієї реакції (вільна ентальпія).

Визначення енергообігу в льодовому калориметрі

Льодовий калориметр, розроблений LAVOISIER (1743-1794) та LAPLACE (1749-1827) в 1780 р., Вимірює перетворення енергії на основі тепла, що виділяється за певну одиницю часу.
Для вимірювання тварина сидить у посудині, через яку тече повітря. Це дає йому постійне повітря для дихання. Повітря, багате вуглекислим газом, скидається. Посудина має стінки, які добре проводять тепло і оточені шаром льоду. Посудина ззовні ізольована другим шаром льоду.
Тепло, яке виділяє тварина, призводить до танення внутрішнього льоду. Талу воду відводять і визначають її об’єм або масу. Кількість виділеного тепла пропорційна кількості виробленої води. LAVOISIER пише, що морська свинка в експерименті розтопила 13 унцій (близько 370 г) льоду за 10 годин. Кожен грам талої води відповідає 0,336 кДж теплоти, яку віддає тварина.
Тварина віддає 124,34 кДж тепла за 10 годин, а 298,37 кДж за одну добу.

Критично слід зазначити: експеримент не враховує посилення метаболізму тварини через нижчу зовнішню температуру та незнайоме середовище.

Тому сучасні калориметри побудовані по-різному. Вимірюється вже не кількість талої води, а швидше зміна температури безпосередньо за допомогою високочутливих термопар. Це означає, що обмін речовин організму, що підлягає дослідженню, можна виміряти за його звичайної температури навколишнього середовища.

---