Energie v ořechu

Člověk, stejně jako všechny ostatní systémy ve vesmíru, musí dodržovat zákon zachování energie. To znamená, že nemůže dlouhodobě konat práci, aniž přijímá energii. Člověk přijímá energii ve formě potravy. Každý, kdo si někdy koupil oplatky nebo limonádu, narazil na jejím obalu na „nutriční hodnotu“ – na energii, kterou může získat, když sní uvedené množství potraviny (vypije uvedené množství nápoje).

Co se děje s potravou ve vašem těle? Z chemie víte, že v buňkách lidského těla probíhá oxidace základních složek potraviny (tuků, cukrů, bílkovin). V běžném životě se setkáme s oxidací většinou ve formě hoření. V buňkách sice probíhají složitější reakce, ale výsledné produkty jsou velmi podobné jako při hoření. „Spalování“ v buňkách probíhá díky katalyzátorům při teplotách přijatelných pro lidské tělo.

Množství energie ukryté v potravinách můžeme řádově ověřit jednoduchým experimentem. Pokusíme se změřit, kolik energie se uvolní spálením ořechu (může se jednat o vlašský, para, mandli, …). Budeme vycházet z toho, že 1 kilogram (1 litr) vody potřebuje ke svému ohřátí o 1 °C energii 4 180 J.

K experimentu potřebujete jádro vlašského ořechu, digitální váhy (s citlivostí minimálně 0,1 g), dřevěný kolíček na prádlo, špendlík, zápalky, hliníkovou nápojovou plechovku, odměrný válec, teploměr a vhodný závěs pro plechovku.

Zapište si hmotnost jádra ořechu, objem vody a její aktuální teplotu. Vodu nalijte do plechovky a vložte do ní teploměr. Celek umístěte na závěs. Napíchněte ořechové jádro na špendlík a ten uchyťte do kolíčku na prádlo.

Jádro ořechu zapalte. Umístěte ho pod plechovku a počkejte, dokud neshoří. Zapište si výslednou teplotu vody. Spočítejte energii, kterou voda přijala. Spočítejte, kolik tepla by voda mohla získat spálením 1 kilogramu jader vlašských ořechů.

Výsledek porovnejte s běžně udávanou nutriční hodnotou vlašských ořechů (29 MJ/kg). Uvažujte nad tím, co vše mohlo ovlivnit výsledek.

Poznámky pro učitele

Výsledky zkušebních měření

hmotnost jádra (g)	1,00	1,49
hmotnost vody (g)	220	150
počáteční teplota vody (°C)	19	19
koncová teplota vody (°C)	30	38
teplo přijaté vodou (kJ)	10,1	11,7
přepočet na kg ořechů (MJ/kg)	10,0	7,9