测定某种食物中的能量
通过燃烧花生种子、核桃仁给一定量的水加热，估算食物中的能量；比较不同食物含能量的多少，学习减少实验误差的方法。
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动手做实验 · Virtual Lab
点燃一粒花生给 30 mL 水加热，算一算它释放了多少能量
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
安装实验装置
在锥形瓶里加 30 mL 水，固定在铁架台上，放入温度计；称出一粒干燥花生种子的质量，读出燃烧前的水温。
第 1 步「水」：往锥形瓶里加水。
- 水往锥形瓶里加水
- 固定固定锥形瓶
- 温度计放入温度计
- 称称种子的质量
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 锥形瓶（50 mL）
- 量筒
- 铁架台
- 温度计
- 天平
- 酒精灯
- 解剖针
- 干燥的花生种子、核桃仁
- 易拉罐
记忆口诀
热量 = 4.2 × 水的质量 × 升高的温度
1 g 水升高 1 ℃ 吸收 4.2 J 热量。
记忆口诀
泡不碰底，烧完再读
温度计下端浸入水中但不碰瓶底；种子完全燃烧、水温不再升高时再读数。
- 01
用量筒量取 30 mL 水倒入 50 mL 锥形瓶，把锥形瓶固定在铁架台上，放入温度计。
要点温度计的下端要浸入水中，但不要接触瓶底。
- 02
测量水温，称出一粒干燥花生种子的质量。
- 03
将花生种子点燃，尽快放到锥形瓶底部，待种子完全燃烧后，测量水温。
- 04
计算水吸收的热量；换用核桃仁重复实验，比较两种食物含能量的多少。
要点每种食物最好重复测定 3 次，取平均值。
- 05
设计减少热量散失的装置（如用易拉罐围住），再测一次，比较结果。
现象
花生种子燃烧后，30 mL 水的温度从 20 ℃ 升高到 30 ℃；同样质量的核桃仁使水温升高到 32 ℃。用易拉罐围住装置后，同样一粒花生使水温升高了 23 ℃。
结论
食物中含有能量，不同食物含能量的多少不同，富含脂肪的核桃仁、花生含能量较多。测得的热量比食物实际含有的能量少，主要是因为燃烧时有大量热量散失。
记忆口诀
测得偏小，因为散热
燃烧时热量散失，测得的能量总比实际少。
01 — Principle
实验原理
食物中贮存着能量，燃烧时以热和光的形式释放出来。可以用食物燃烧给一定量的水加热，通过水温的变化估算食物中的能量：1 mL 水的质量约为 1 g，1 g 水温度升高 1 ℃ 需要吸收 4.2 J 的热量，所以水吸收的热量 = 4.2 J/(g·℃) × 水的质量 × 升高的温度。花生、核桃等富含脂肪的食物容易燃烧，贮存的能量也多（每克脂肪约 38 kJ，糖类和蛋白质约 17～23 kJ）。燃烧时有大量热量散失到周围环境中，测得的值比食物实际含有的能量少；要尽量减少热量散失，并设置重复组取平均值。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么要选用花生、核桃等食物来做实验？+
它们富含脂肪，容易燃烧，燃烧时释放的能量多，水温变化明显，便于测量。
Q2实验测得的能量为什么比食物成分表上的数据小？+
燃烧时有很多热量散失到空气中，锥形瓶、温度计也会吸收一部分热量，种子还可能没有完全燃烧。
Q3怎样减少热量的散失？+
用易拉罐等把燃烧的种子和锥形瓶围起来，同时在下部留通气孔，保证氧气充足；点燃后尽快放到锥形瓶底部。
Q4为什么要重复测定几次？+
每次测定都有误差，重复测定几次取平均值，可以减小误差，使结果更可靠。
03 — Practice
典型例题
例 1
30 mL 水从 20 ℃ 升高到 30 ℃，水吸收的热量约是（ ）
例 2
测定食物中的能量时，下列做法正确的是（ ）
例 3
质量相同的下列食物中，贮存能量最多的是（ ）
例 4
用易拉罐围住装置后，测得的热量增多了，说明（ ）
04 — In Life
生活中的应用
食物中含有能量
食品包装上的能量值
营养成分表里的「能量」一栏，标出了每 100 g 食物含有多少千焦能量。
脂肪贮存的能量多
坚果不宜多吃
花生、核桃、瓜子等坚果富含脂肪，能量很高，吃多了容易摄入过多能量。
减少热量散失
保温杯和隔热罩
实验中用易拉罐围住装置，和保温杯、炉灶的挡风罩一样，都是为了减少热量散失。
05 — Extension
拓展
拓展：三类营养物质的热价
| 营养物质 | 每克贮存的能量 | 富含这种物质的食物 |
|---|---|---|
| 糖类 | 约 17 kJ | 米饭、馒头、土豆 |
| 蛋白质 | 约 23 kJ | 瘦肉、鸡蛋、豆制品 |
| 脂肪 | 约 38 kJ | 花生、核桃、食用油 |
人体生命活动所需的能量主要来自糖类，脂肪是人体重要的备用能源。
06 — Safety
安全提示
- 点燃种子时要用解剖针等工具，不要用手拿；燃烧时远离书本等易燃物。
- 实验结束后，等锥形瓶和铁架台冷却后再收拾，防止烫伤。