Huszonhat kalória emelhet terepjárót

Egy tipikus csokoládécsók 26 kalóriát tartalmaz, és elegendő mechanikai energiát biztosít egy nagy terepjáró megemeléséhez. Lawrence Lucier/Getty Images elrejteni a feliratot

A kalóriák méréséhez a tudósok egy bombakaloriméter nevű eszközt használnak. Az élelmiszerek elégetése a víz hőmérsékletének emelkedését okozza. Mivel a rendszer energiamennyisége változatlan marad, a hőmérséklet-különbség azt jelzi, hogy mennyi hő (vagy energia) szabadul fel az ételben. Gary Lane Bertland/Missouri-Rolla Egyetem elrejteni a feliratot

Soha nem gondolta volna, hogy egy csokoládécsók elfogyasztása elegendő energiát adhat ahhoz, hogy egy 8600 fontos terepjárót hat láb felett emeljen a levegőbe. Végül is a címke szerint csupán 26 kalória van abban az egy darab csokoládéban. A kalóriákra és az energiára való tekintésnek azonban más módja van. A végeredmény pedig azt szemlélteti, hogy sokkal több energia van az ételben, mint amennyit gondolhat.

(Ezen a ponton, ha Ön nem vágyakozó vegyész, tudja, hogy az alábbiak potenciálisan a legrosszabb rémálma: sűrű tudományos magyarázatok. Ne érezzen szégyent, és haladjon gyorsan le a merész fejlécre. Minden vágyakozó vegyész és barát, tovább!)

"Amikor 2,2 fontot [egy kis könyvet] egy méterrel [ez körülbelül negyven hüvelyk] felemel a talajtól, akkor 10 joule energiát költ el" - magyarázza Joe Cifelli, aki természettudományi oktatást tanít a St. Josephs University, Philadelphia, Pa. Analógiák segítségével szemlélteti, hogy az étel mennyi energiát tartalmaz.

Cifelli megjegyzi, hogy a joule-kat az energiafelhasználás mérésére használják, például meghatározzák a nagy autó megemeléséhez szükséges erőfeszítés mértékét. A kalóriákat viszont az élelmiszer-energia mérésére használják. A kalória értéke 4,18 Joule.

Még zavart? Várj, még több van. Mindannyian megszoktuk gondolni a "kis c" kalóriákat - az amerikai ételcímkéken szereplő kalóriákat. A kalória az az energia, amely ahhoz szükséges, hogy 1 gramm víz hőmérsékletét 1 Celsius-fokkal növelje. De van egy másik típusú kalória is - „nagybetűvel” -, amely 1000 „kis c” kalóriának felel meg. Az 50 kalóriát tartalmazó alma valójában 50 000 kalóriát tartalmaz. Ha 200 kalóriát sportol és eléget, 200 000 kalóriát éget el. De az Egyesült Államokban szinte minden táplálkozási referencia a kalóriákra vonatkozik, de kalóriának nevezi őket. (Európában más a folyamat, ahol az élelmiszerek címkéi kilójaulban adják meg a dolgokat.) Borzasztóan trükkös. Kalóriát égetek, ha csak arra gondolok.

Tehát a csokoládé darabjában lévő 26 kalória (a címkéből) valójában 26 kalóriát vagy 26 000 kalóriát tartalmaz.

Konvertálja ezt Joule-ra, és több mint 108 000 Joule-val zárul. És ha 10 J-t költ el minden alkalommal, amikor (elméletileg) felemel egy kis könyvet egy méterre a talajtól, akkor 10 800 könyvemelőn keresztül szenved, hogy 26 kalóriát égessen el. Vagy megpróbálhat egyszer egy nagy terepjárót felemelni, körülbelül 6 méter magasan a levegőben. Tehát repedjen.

(Természetesen nem szabad, hogy túlságosan aggódjon - a SUV forgatókönyv két dolgot feltételez: egyrészt azt, hogy a normális emberi emésztés során nem éget el kalória, másrészt pedig, hogy az összes energia rendelkezésre áll az autó megemeléséhez. Valójában a legtöbb az Ön által elfogyasztott kalóriákból az emberi test a normális testi funkciók fenntartására szolgál. A SUV forgatókönyv csak azt mutatja be, hogy mennyi energia áll rendelkezésre a mindennapi kalóriafogyasztás során.)

Hogyan mérik a tudósok 26 kalóriát

A kalóriák méréséhez a tudósok egy bombakaloriméter nevű eszközt használnak, amely egy zárt edényben kiszámítja a hő változását. Egy középiskolai kémiai laboratóriumban a diákok használhatnak egyszerű kalorimétert, amelyet egy fedett kávéskanna (két rekeszes) és egy hőmérő készít - mondja Cifelli.

"Ha olyan elektromos elemet vezet be, amely miatt az egyik rekeszben az élelmiszer megég - mondja Cifelli -, és ha a másik tartályban van víz, akkor mérheti az étel égése előtti és utáni hőmérsékletet az elveszett energia mennyiségének meghatározásához. az étel mellett. "

Cifelli elmagyarázza, hogy a zárt, fedett tartályban lévő energia mennyisége nem változik. Mivel az energia ugyanaz marad, a víznek meg kell nyernie az étel által elveszített hőt. Ha megméri a hőmérséklet különbségét, meghatározhatja, hogy hány kalória van az ételben.

Évtizedek óta a tudósok ezt a konténeres módszert alkalmazták a nyers kaloriméter számításához. De az élelmiszer-tudósok és a vegyészek most már pontosabb mérési eljárást alkalmaznak a kalóriatartalom meghatározására a kereskedelmi élelmiszerboltokban.

William Ikins, az élelmiszer-teszt laboratórium, a Silliker Labs kémiai igazgatója elmagyarázza, hogy vannak specifikus módszerek a nedvesség, a zsír és a fehérje mennyiségének meghatározására bármely élelmiszerben.

Vegyünk például egy csokis csókot.

Nedvesség és zsírok:

Először is, a tudósok kemencével határozzák meg a csokoládé csók nedvességének mennyiségét. A nedvesség eltávolítása után a csók egy gázkromatográfiának nevezett folyamaton megy keresztül, amely lényegében elválasztja a zsírt a csokoládé csókjának többi részétől. Matematikai egyenlet segítségével a tudósok ezután csokoládé csókban mérhetik meg a zsír mennyiségét grammban.

A csokoládécsók fehérje mennyiségének meghatározásához a csókot Kjeldahl-módszerrel elemzik: A mintát kémiailag megemésztik, majd ammóniumionokat tartalmazó anyaggá alakítják. Ezután az ammónium mennyiségét - amely az összes fehérje egyik építőköve tartalmazza - izoláljuk és megmérjük.

Végül elemezzük a csokoládécsók ásványianyag-tartalmát. Miután a csókot nagy hőmérsékletű kemencében elégették, a tudósok kiszámíthatják a hamu mennyiségét (az esszenciális ásványi anyagok a hamuban maradnak; minden más ég.)

A szénhidrátokat eliminációs eljárással határozzuk meg. Tegyük fel, hogy a maradék megegyezik a szénhidrát mennyiségével.

Ikins elmagyarázza, hogy minden zsírgramm 9 kalóriát, minden gramm fehérje és szénhidrát pedig 4 kalóriát tartalmaz. Ezért bármely élelmiszerben a kalória mennyisége megegyezik a (zsír * 9) + a (fehérje * 4) + a (szénhidrát * 4) mennyiségével (grammban).

Visszatérve a képzeletbeli csokoládécsókunkra, amely 1,3 gramm zsírt, 0 gramm fehérjét és 3,6 szénhidrátot tartalmaz.

(1,3 g zsír) (9cal/g) + (3,6 g) (4cal/g) + (0 g) (4 cal/g) = 26 kalória. Igen!

De az imént elvégzett munka mennyiségével azt hiszem, megcsinálom azt a csokoládé csókot. Nem, tedd ketté.