Calorimetrie alimentaire

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L’amande est composée de nutriments à haute valeur énergétique (lipides, protides et glucides). L’énergie chimique contenue dans ces nutriments n’est pas directement mesurable.

La combustion de l’amande libère l'énergie chimique contenue dans les liaisons entre atomes pour la convertir en chaleur (énergie calorifique). C'est une réaction exothermique.

Le transfert de cette énergie à une quantité connue d'eau permet de calculer l'énergie produite.

Masse de l’amande M:

Masse de l'eau contenue dans l’éprouvette:

Température de l'eau au début: T1 =

Température de l'eau à la fin: T2 =

Energie libéré par la combustion d'une amande:

Masse d'eau x (T2-T1) / M

Besoins énergétiques

Métabolisme de base: le matin, couché, à jeun, à l'équilibre thermique

Entre 5 et 7 MJ / jour

5000 kJ / jour ---> 58 W

7000 kJ / jour -> environ 80W

Calcul: 7000 x 1000 / 24 x 60 x 60 = 81 W

Réponse (A REFAIRE AVEC DES kcal):

Energie contenue dans le steack

eau-

glucides-

protides: 150 g 20/100 x 17 kJ / g = 510 kJ

lipides: 150 g 10/100 x 38 kJ / g = 570 kJ

Total viande: 1080 kJ

Energie contenue dans le riz

eau-

glucides: 77 g x 17 kJ / g = 1309 kJ

protides: 9 g x 17 kJ / g = 153 kJ

lipides: 1 g x 38 kJ / g = 38 kJ

Total riz: 1500 kJ

Energie contenue dans les légumes

eau-

glucides: 50 g x 5/100 x 17 kJ / g = 42.5 kJ

protides: 50 g x 2/100 x 17 kJ / g = 17 kJ

lipides: 50 g x 0.5/100 x 38 kJ / g = 9.5 kJ

Total légumes: 69 kJ

Total repas: 2649 kJ

combustion d'une amande

Buts de l'expérience

Matériel

Introduction

Méthode

Résultats

1 g de glucide fournit environ 4 kcal

1 g de protéine fournit environ 4 kcal

1 g de lipide fournit environ 9 kcal

Nous savons que les animaux tirent leur énergie de la dégradation des aliments. Les combustibles alimentaires ou nutriments sont au nombre de trois: les glucides (sucres), les lipides (graisses) et les protides (protéines).

Mesurer l'énergie contenue dans une amande.

•

une amande

une balance analytique (0,1 g)

une aiguille montée

un thermomètre

une grande éprouvette (>50 ml)

un tube gradué ou seringue graduée (50 ml)

un statif

une noix double

une pince

du papier d’aluminium pour isolation (en option)

•

réaliser le montage ci-contre

verser 50 ml d’eau dans l’éprouvette

mesurer la température de l’eau (T1)

peser l’amande

piquer l’amande sur l’aiguille

allumer l’amande et la placer sous l’éprouvette

attendre la fin de la réaction de combustion

mesurer la température de l’eau (T2)

statif

noix double

aiguille

éprouvette

thermomètre

Expérience:

mesure de la quantité d'énergie contenue dans une amande

Une amande contient beaucoup d'énergie. Elle brûle en dégageant de la chaleur. Nous utilisons cette chaleur pour chauffer une quantité connue d'eau et mesurons l'élévation de température subie par celle-ci.

•Je pèse une amande: sa masse vaut ...... g

•Je verse 50 ml (=50g) d'eau dans une grande éprouvette.

•Je mesure la température de l'eau: ...........°C

•J'allume l'amande: elle dégage de l'énergie sous forme de chaleur.

•J'utilise cette chaleur pour chauffer une quantité précise d'eau: 50 grammes.

température de l'eau avant chauffage: .......

température de l'eau après chauffage: .......

Pourquoi le corps stocke-t-il l'énergie sous forme de graisse?

Pourquoi l'amandier produit-il des amandes combustibles?

Je prends 1 gramme d'eau à 12 °C et je lui fournis 15 calories. Quelle sera sa température finale?

Je prends 3 gramme d'eau à 12 °C et je lui fournis 15 calories. Quelle sera sa température finale?

Un humain consomme en moyenne 2500 kcal par jour. Combien doit-il manger d'amandes pour avoir sa ration d'énergie journalière?

La calorie [cal] est une unité d'énergie. «1 calorie est la quantité d'énergie qu'il faut donner à 1 gramme d'eau pour élever sa température de 1°C ».

Le joule [J] est l'unité internationale d'énergie. La calorie vaut 4,18 joules. Le joule et la calorie sont des unités très petites: on utilise souvent les unités kilocalorie et kilojoule.

(1 kcal = 1000 cal) et kilojoule (kJ).

Le sachet ci-dessous donne une une quantité d’énergie égale à 589 kcal pour 100 grammes d’amandes. Nous n’arrivons pas à cette valeur. Pourquoi?

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