测定花生种子中含有的能量

测定花生种子中含有的能量

一、创新实验名称

测定花生种子中含有多少能量

二、创新实验目的

1、通过测定花生种子含有多少能量，使学生知道食物中含有能量。

2、通过设计和操作实验使学生学会科学探究的基本方法，并能从多方面培养实验技能。

三、实验仪器及用品

空塑料饮料瓶、锥形瓶（250毫升）、量筒、滴管、温度计、试管夹、单孔橡胶塞、解剖针、托盘天平、砝码、干燥的花生种子、火柴、酒精灯等。

四、实验装置图及说明

分装图

组装图

装置图说明：

1、取一个塑料容器，在其底部中央用剪刀开一口，口径比锥形瓶口稍大。

2、在瓶底的周围再开几个小口，以便通气。

3、在下口一侧开一个较大口，以便将点燃种子从此伸入。

4、取一只合适的橡胶塞，在其中央打孔，并插入温度计，塞到锥形瓶口，使温度计刻度露在塞的上缘以上，温度计下端浸入水中，但不要接触瓶底。

5、把锥形瓶从瓶底中央口套入，然后用试管夹夹住瓶口，以便固定加热。

五、实验操作

1、取一只锥形瓶，然后用50毫升量筒准确量取V=20毫升水，导入锥形瓶。

2、把温度计插入单孔橡皮塞，使温度计刻度露在橡胶塞以上，然后塞到锥形瓶口，并使温度计下端浸入水中，但不要接触瓶底。

3、测量水温，并记录度数T1。

4、用托盘天平准确称取一粒干燥花生种子的质量。

步骤二步骤六

5、用解剖针穿出种子并在火焰上点燃。

6、将刚刚燃烧的种子尽快放到锥形瓶底部。待这粒种子完全燃烧后，测量水温T2。

7、计算：Q=V×(T2-T1)×4.2 (单位J)，这是用于使水温升高的能量。重复两次求出平均值。

六、实验创新点及其意义

实验创新点：

1、将教材中的金属罩（金属易拉罐）更换成塑料罩（透明塑料饮料瓶等）。

2、将温度计用橡胶塞固定，使其悬于水中，而不再触到瓶底。

意义：

将教材中的金属罩（易拉罐）更换成塑料罩（透明塑料饮料瓶等）有如下意义：

1、这两种材料都属废物利用，易取材，但从减少实验误差角度，金属材料易吸热导热散热，产生误差较大，而塑料材料相对导热散热较差，能更好的减少实验误差；

2、选用透明的塑料便于观察和调整种子燃烧状况。不透明的材料，学生不能看到整个实验中种子燃烧的过程和情况，而选用通明的塑料材料，①可以让观察者和实验操作者都较清楚的观察到种子燃烧的情况和火焰距瓶底距离，以便及时进行调整，②使能量尽可能多的被水吸收。

3、材料透明，易吸引学生注意力，产生探究兴趣。在实验中难免产生种种误差，可能有哪些原因产生呢？因为透明塑料材料使学生一目了然，对这一过程中可能产生误差的原因可很清楚的分析出，包括装置是否科学合理，须如何进一步改进等。

用单孔橡胶塞的意义：

1、固定温度计，使温度计悬挂于水中，以免温度计下端接触瓶底，产生误差，同时便于观察。

2、保温，减少热量散失，减少实验误差。

改良实验装置测定食物中的能量

作者：教导处发布于：2010-07-05 10:37:11 文字：【大】【中】【小】

摘要：用简易的方法测量食物中的能量是初中生物教材的一个实验，但我们按照教材的装置测得的能量值与实际数值相差很远，因而，促使我们展开了改进实验装置的研究，并利用经改良的装置进行了有关的实验，证实了它的应用价值。

关键词：能量值存热性能误差

一、前言

大家知道吗？我们之所以能跑能跳，能完成各种生命活动，那是因为食物中的营养物质：糖类、脂肪、蛋白质给我们提供了能量。人即使是睡觉不动也须耗费能量以维持心跳和呼吸，而活动时就更不用说了。那么，到底各种食物中含多少能量？在课堂上我们曾按照教材的方法和装置进行了实验，但测得的结果与标准值相差很大，反思自己的实验操作并没出现什么失误，由此，我们产生了一个想法：可能教材的装置存热性差，热量散失大，以致引起这么大的误差。于是，我们决定改进实验装置，探究怎样的装置更适合测定食物中的能量。

二、实验装置的改进

我们从通风性能与存热性能两方面对教材的装置进行了改进，设计出3个与教材不同的装置。

三、实验研究：测试哪个装置更适合用于测定食物中的能量

1、实验材料：

四个装置、花生、温度计，量筒，试管，酒精灯，夹子，盛食物的铁丝，天秤，木塞，铁丝。

2、实验过程：

（1）称量花生种子的重量，做好记录。

（2）用量筒量取30毫升的清水，把水注入试管。

（3）测量水温，做好记录。

（4）把已称量的花生放在酒精灯上点燃后，置于装置相应的位置，加热试管内的水。

（5）测量加热后的水温，做好记录。

（6）每个装置重复做五次，取平均值。

3、结论和分析：

通过以上实验，我们发现3号装置所测得的能量值最接近标准值，然后依次是2号、1号，而4号装置测得的能量值误差最大。

经过我们的观察和分析，我们发现这4个装置的存热功能的差异如下：

装置1：该装置是忠实地按照教材要求做成的，顶部放试管的大圆孔周围有若干个用于通风的小孔，装置正面也有一较大的开口，这样的装置通风好，使食物能在装置中完全燃烧，但因为过于通风会造成食物燃烧后热量的散失，在测量食物中所含热量时会造成过大的误差，因而不建议用此装置进行。

装置2：该装置的顶部只有放试管的圆孔且这个孔刚好能放入试管，顶部及正面都没有通风孔，但是，食物的燃烧需要良好的通风才能得到充分的燃烧，因此，我们把装置正面放置食物的口设计得比装置1稍大一些。由实验结果可见，这样的设计比装置1（即教材的装置）效果要好些，但仍存在较大的误差。

装置3：结构与装置2相同，只是在外面用锡纸重复包裹了几层，因锡纸有较好的存热功能，使装置3所测得的能量值最接近标准值，成为四个装置中最好的一个。

装置4：是通风最好的一个装置，不仅顶部的通风孔比教材设计的要大，而且为了更加通风，我们在正面加了多个通风口，并且每个口都是长而大，整个装置宛如一个鼎。根据实验结果所得，装置4存热功能最差，测得的数值误差最大，不适合用于测量食物中所含的能量。

四、实践应用：用经改良的3号装置测试哪类食物所含的能量较多？

根据课本的知识，我们知道食物的营养物质中能提供能量的有：脂肪，糖类，蛋白质，但是，三类中哪一类提供的能量较多呢？我们决定经改良的3号装置进行这方面的研究。

1、实验材料：

（1）材料：花生、核桃、玉米、爆米花、蓖麻、莲子

（2）用具：实验装置3、温度计、量筒、试管、酒精灯、夹子、盛食物的铁丝、天秤、木塞、铁丝。

2、实验过程：

（1）称量花生，核桃，玉米，爆米花，蓖麻，莲子各三粒，做好记录。

（2）用量筒量取30毫升的清水，把水注入试管。

（3）测量水温，做好记录。

（4）把已称量的花生放在酒精灯上点燃后，置于装置相应的位置，加热试管内的水。

（5）测量加热后的水温，做好记录。

（6）每种材料重复做三次，取平均值。

5、结论和分析：

我们发现所测的几种食物的能量值，由高至低的顺序是：核桃（11633焦/克）、蓖麻（10479焦/克）、花生（8982焦/克）、玉米（3730焦/克）、莲子（3165焦/克）。

为什么会有这样的结果呢？通过查阅有关的资料，我们得知这些食物中各营养成分的含量如下表：

通过对实验结果和上表的分析，我们认为核桃、花生以及蓖麻之所以含能量多，是因为这几种食物脂肪含量较高，由此我们可以说同样重量的食物，含脂肪多的所提供的能量就多一些。