简易食物热量测定仪改进

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1、简易食物热量测定仪的改进-生物论文简易食物热量测定仪的改进　　摘要介绍了简易食物热量测定仪改进的背景、思路、过程及改进后的优点。/　　关键词食物热量测定仪改进热价热价提高率　　中图分类号G633.91文献标识码B　　“探究食物中储存的能量”活动是北师大版七年级生物教材中一个重要探究实验。实验教学中，笔者发现，教材中的简易食物热量测定仪虽然使用方便，能定量测出不同食物样品的热价，效果较好。但不尽完美，如：（1）样品燃烧时，铁质的筒体温度较高，烫手，存在一定的安全隐患；（2）部分热量散失，误差较大。此实验的关键是最大限度减少热量散失，降低实验误差。为解决实验中存在的问题，笔者提出了改进装置的设

2、想，并对装置进行了改进。　　1设计原理　　纸质、木质材料传热性低于铁质材料。　　2装置改进的设计思路　　①保留原装置的优点；　　②降低能量的散失，提高食物热量的利用率，减少实验误差；　　③消除安全隐患；　　④便于自制推广。　　3装置改进设计　　（1）装置设计。　　①改进后的装置外观、规格与原装置相似；　　②纸质材料、木质材料替代铁质材料；　　（2）制作材料、用具。　　①制作材料：　　直径10～13cm×高13～15cm的纸质筒罐1个（如废弃的茶叶纸质筒罐、油漆纸质筒罐或其他高级礼品纸质筒罐）。直径0.2～0.3cm、长20cm小竹签2根（或废弃的竹筷、一次性筷子），细铁丝少许、50mL试管

3、1支、试管塞1个、温度计1支、橡胶塞1个。　　②用具：　　夹钳、尺子、铅笔、纸片、剪刀、小刀、水泥铁钉、小铁锤、平口起子。　　4装置制作、组装　　（1）制作。　　①去掉罐底；②在罐盖中央位置制作一个直径为3cm的圆孔，罐盖边缘制作适量直径为0.34/4cm的通气小孔；③在距罐顶部2cm以下部位制作一个长轴为9cm、短轴为4.5cm的长椭圆形窗口；④在罐内距顶部5cm正对长椭圆形窗口位置制作宽5cm的样品支架（由2根小竹签制作而成）；⑤在罐内试距管架下方3.5cm位置制作一个6cm×4cm的悬空样品架；⑥制作一个筒体塞，中央插入试管；⑦制作一个试管塞，中央制作插入温度计。　　（2）模型组装（

4、图1）。　　①将温度计插入试管塞，试管塞插入试管，试管插入罐盖塞，罐盖塞插入罐盖中央的小孔；②在筒体上装上样品支架；③样品支架上装上悬空样品架；④合上罐盖。　　5装置改进前、后实验数据对照　　（1）对照实验数据记录（表1）　　食物样品热量计算公式：食物样品热量=（水的体积×水体温差×4.187焦耳）。　　食物样品热价计算公式：食物样品热价=（水的体积×水体温差×4.187焦耳）÷样品质量。　　食物样品热价提高率计算公式：〔（改进后热价-改进前热价）/改进前热价〕×100%。　　（2）对照实验数据分析。　　①实验数据对照：　　改进前，花生热价：5.359kJ，核桃热价：5.611kJ；改进后

5、，花生热价：8.484kJ，核桃热价：8.095kJ。　　②改进后热价提高率：　　花生：〔（8.484kJ-5.359kJ）/5.359kJ〕×100%=58.31%；　　核桃：〔（8.095kJ-5.611kJ）/5.611kJ〕×100%=44.27%。　　（3）对照实验结论。　　通过对改进前、后装置对照实验数据的分析，改进后的实验装置能提高食物样品利用率，提高热价，降低热量散失、减少实验误差。　　7装置改进后的优点　　（1）保留了原装置的优点。　　（2）消除了安全隐患。　　装置改进前，主体为铁质材料，导热性强，实验结束时，装置筒体上部温度较高，烫手，存在一定的安全隐患。装置改进后，主

6、体为纸质材料，实验结束时，筒体温度接近常温，不烫手，消除了实验中的安全隐患，提高了食物热量的利用率。　　（3）4/4纸质材料（装置主体）、木质材料（装置样品支架）替代铁质材料，绝热性能好，热量散失少，提高了食物热量的利用率，降低实验误差。　　（4）制作简单、方便，易于自制推广。　　改进前的装置，主体为铁质材料，制作时需使用切割机、电钻等大型电动工具，自制较为困难，不利于推广应用；改进后的实验装置，主体材料为纸质、木质材料，制作工具简单，易于自制加工，便于推广应用。　　参考文献：　　徐永强，徐??.“探究食物中储存的能量活动”装置的设计制作[J]，生物学通报，2012（10）：P44-45.

7、4/44/4