ოდესმე გიფიქრიათ საიდან მოდის ინფორმაცია საკვების ეტიკეტზე განთავსებული კალორიების შესახებ? როგორ არის შესაძლებელი იმის ცოდნა, თუ რამდენს უზრუნველყოფს საკვები საკვები ფაქტობრივად, რომ არ შეისწავლოს მისი გზა პირიდან, ვიდრე უჯრედები მიედინება ნახშირწყლების, ცხიმებისა და ცილებისგან წარმოქმნილი გლუკოზის მოლეკულების მოხმარება, რაც ქმნის საკვების (არაწყლიან) ნაწილებს ჭამა?
კალორიების შემცველობა, ან კალორიულობა, ნივთიერება არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა, როდესაც ნივთიერება მთლიანად "დაიწვა", ან ხდება სრული წვა. წვა არის ქიმიური რეაქციების ხუთი ძირითადი ტიპიდან ერთი და ის ყოველთვის ხდება ჟანგბადის გაზის არსებობისას (O2), ხოლო სხვა რეაქტიული ნივთიერება არის გარკვეული სახის (ჩვეულებრივ ნახშირბადის ბაზაზე) საწვავი.
- ნივთიერების კალორიული ღირებულება ჩვეულებრივ მოცემულია თითოეულის მიხედვით, ანუ დამწვარი ნივთიერების თითო მოლზე (მ).
როგორ იზომება კალორიული საწვავის ენერგია?
პირველი, გარკვეული ტერმინოლოგია. ა კალორია (cal) არის სითბოს (ენერგიის) რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 გ (გრამი) წყლის 1 გრადუსი ცელსიუსის (° C) ტემპერატურის ასამაღლებლად. კვების ეტიკეტის "კალორია" სინამდვილეში კილოკალორიაა, ან კილოკალორია (1000 კალორია). ქიმიაში ენერგიის სტანდარტული ერთეულია ჯოული (J), ტოლი 4,18 cal. ამრიგად, 1 საკვები "კალორია" ტოლია (1.000) (4.18) J = 4.18 კჯ.
საკვების ენერგეტიკული შემცველობა იზომება სპეციფიკური ნივთიერების ცნობილი მასის (მაგ., ეთანოლი, ამინომჟავა, გლუკოზა) საშუალებით მოწყობილობაში, რომელსაც ეწოდება ბომბი კალორიმეტრი და რეაქციის დასრულებისას გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გაზომვა. ეს ხდება დალუქულ კალორიმეტრში წყლის ცნობილი მასის ტემპერატურის ცვლილების გაზომვით.
ამ ქვე-მეცნიერებას, ე.წ. კალორიმეტრია, იძლევა კალორიულობის თეორიული გაანგარიშების საშუალებას. ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ ცვლის მოცემული ენერგიის შეყვანა წყლის ცნობილ მასას. სინამდვილეში, ამ რაოდენობას, ე.წ. წყლის სპეციფიკური სითბო, ცნობილია გარკვეული დროის განმავლობაში და განმარტებულია ქვემოთ. (სხვა ნივთიერებებს აქვთ საკუთარი სპეციფიკური სიცხეები სხვადასხვა ქიმიურ სიტუაციებში გამოსაყენებლად.)
როგორ გამოვთვალოთ საწვავის კალორიული ღირებულება
წვის სითბოს ფორმულა (ან წვის ენტალპია) არის განტოლება:
H = m_C_ΔT
აქ H არის წვისგან გამოყოფილი სითბო, m არის მასა გრამ წყალში, რომელიც გამოიყენება სითბოს შემგროვებლად, გ არის წყლის სპეციფიკური სითბო (4.184 J / g⋅ ° C), და ΔT არის ტემპერატურის ცვლილება ° C- ში.
კალორიული მნიშვნელობის ფორმულა ხშირად განსხვავებულად გამოიყურება ამისგან, რადგან H და C ხშირად წარმოდგენილია განსხვავებული სიმბოლოებით. სანამ ყველა ერთეული გასწორდება ისე, რომ ენერგიის ერთეულები დაგრჩეთ (სასურველია J), თქვენს მიერ გამოყენებული ზუსტი კალორიული მნიშვნელობის ფორმულას მნიშვნელობა არ აქვს.
კალორიული ღირებულების გაანგარიშების მაგალითი
ეთანოლის 15,5 გრამიანი ნიმუში, C2ჰ6O (ალკოჰოლი "მოზრდილ სასმელებში") იწვის 2000 გ H– ში2O (2 ლიტრი ოთახის ტემპერატურაზე). ამის შედეგად ხდება 55 ° C ტემპერატურის ცვლილება. რა არის ეთანოლის წვის მოლური სითბო (წვის სითბო თითო მოლზე)? იხილეთ ელემენტთა მოლეკულური წონის პერიოდული ცხრილი (იხ. რესურსები).
პირველ რიგში, გამოიყენეთ პერიოდული ცხრილი, რომ გამოანგარიშდეს არსებული ეთანოლის მოლების რაოდენობა. 1 მოლი შეიცავს ორ C ატომს (მოლეკულური წონა, ან მგვტ), 12.0 გ; ექვსი H ატომი (MW = 1,07 გ); და ჟანგბადის ერთი ატომი (MW = 16.0 გ). ამრიგად 1 მოლი = (2) (12) + (6) (1) + 16 = 46.0 გ. თქვენ გაქვთ 15,5 გ, ასე რომ თქვენ გაქვთ 15,5 / 46,0 = 0,336 მოლი.
ახლა, იხილეთ ზემოთ განტოლება, რომ გაერკვიოთ m მასისაგან განთავისუფლებული ენერგია, ცნობილი მნიშვნელობა გდა წყლის ტემპერატურის ΔT ტემპერატურის ცვლილება:
H = (2,000 გ) (4,184 J / g⋅ ° C) (55 ° C) = 460,240 J = 460,24 kJ
ახლა, გაყოფა არსებული მოლების რაოდენობაზე, ეთანოლის წვის მოლური სითბოს მისაღებად:
(460,24 კჯ) / (0,336 მოლი) = 1,369 კჯ / მოლ.
ეს არის მნიშვნელოვანი რიცხვი, რასაც მოელით იმისგან, რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ავტომობილების ენერგიით.