Energetická hodnota potravín



Σχετικά έγγραφα
,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

AerobTec Altis Micro

Příloha č. 1 etiketa. Nutrilon Nenatal 0

Deti školského veku roky. Deti - vek batolivý/ predškol. roky chlapci dievčatá študujúci zvýš.fyz. aktivita 1,6 1,7 1,5 1,3 1,0

Ekvačná a kvantifikačná logika

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

Vzorce pre polovičný argument

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Ma-Go-20-T List 1. Obsah trojuholníka. RNDr. Marián Macko

Prevádzkové hodnotenie budov

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

Potraviny a výživa. MUDr. Katarína Babinská, PhD. Fyziologický ústav LFUK, Bratislava

ŠNEKÁČI mýty o přidávání CO2 založenie akvária Poecilia reticulata REPORTÁŽE

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

100626HTS01. 8 kw. 7 kw. 8 kw

Ročník: šiesty. 2 hodiny týždenne, spolu 66 vyučovacích hodín

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Obvod a obsah štvoruholníka

VYMEDZENIE POJMOV. Váhy s automatickou činnosťou. Kontrolné váhy s automatickou činnosťou. Triediace váhy s automatickou činnosťou

Modul pružnosti betónu

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

Monitoring mikrobiálnych pomerov pôdy na kalamitných plochách Tatier

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

Zadání úloh. Úloha 4.1 Sirky. Úloha 4.2 Zvuk. (4b) (4b) Studentský matematicko-fyzikální časopis ročník IX číslo 4. Termín odeslání

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

Parametre ovplyvňujúce spotrebu paliva automobilu

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

TEPLA S AKUMULACÍ DO VODY

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.10. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Model redistribúcie krvi

CHÉMIA Ing. Iveta Bruončová

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.5. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Kontrolné otázky z jednotiek fyzikálnych veličín

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

8 VLASTNOSTI VZDUCHU CIEĽ LABORATÓRNEHO CVIČENIA ÚLOHY LABORATÓRNEHO CVIČENIA TEORETICKÝ ÚVOD LABORATÓRNE CVIČENIA Z VLASTNOSTÍ LÁTOK

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

Vestník Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky. Osobitné vydanie Dňa 15. augusta 2007 Ročník 55 O B S A H:

AKO PUBLIKOVAŤ V BIOMEDICÍNSKYCH VEDÁCH

Izotermický dej: Popis merania

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.2. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Astma - život pacienta s astmou a jej liečba

ŠTÁTNY VZDELÁVACÍ PROGRAM

Analýza údajov. W bozóny.

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

V Ý N O S. Ministerstvo pôdohospodárstva Slovenskej republiky. a Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky

o podrobnostiach o ochrane zdravia pred záťažou teplom a chladom pri práci

Príprava teplej úžitkovej vody

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

2 Chyby a neistoty merania, zápis výsledku merania

MOŽNOSTI ÚSPOR ELEKTRICKÉ ENERGIE

Laboratórna úloha č. 23. Meranie horizontálnej zložky magnetického poľa Zeme tangentovou buzolou

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

MOSTÍKOVÁ METÓDA 1.ÚLOHA: 2.OPIS MERANÉHO PREDMETU: 3.TEORETICKÝ ROZBOR: 4.SCHÉMA ZAPOJENIA:

Nutričné hodnoty potravín

Gramatická indukcia a jej využitie

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

200% Atrieda 4/ nárast počtu bodov za tento výrobok MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

FYZIKA Charakteristika predmetu Ciele predmetu

Škola pre mimoriadne nadané deti a Gymnázium

Výpočet. sledu skrátenia koľajníc v zloženom oblúku s krajnými prechodnicami a s medziľahlou prechodnicou a. porovnanie

6 APLIKÁCIE FUNKCIE DVOCH PREMENNÝCH

Učebné osnovy FYZIKA. FYZIKA Vzdelávacia oblasť. Názov predmetu

Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

Kombinovaná výroba elektriny a tepla Koľko a kedy je vysoko účinná?

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

Meno: Teória Tabuľka Výpočet Zaokrúhľovanie Záver Graf Meranie

Termodynamika a molekulová fyzika

VITAMÍNY VITAMÍNY ROZPUSTNÉ VO VODE

Kruh a kružnica interaktívne

Úvod do testovania hypotéz

Materiály pro vakuové aparatury

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

Tematický výchovno - vzdelávací plán

Výživová hodnota stravy. Biologická hodnota potravín Energetická hodnota potravín

PRUŽNOSŤ A PEVNOSŤ PRE ŠPECIÁLNE INŽINIERSTVO

Technická univerzita v Košiciach. ROČNÍKOVÁ PRÁCA č. 3 PRIBLIŽNÝ VÝPOČET TEPELNÉHO OBEHU LTKM

NARIADENIE KOMISIE (EÚ)

PYTAGORIÁDA Súťažné úlohy obvodného kola 34. ročník, školský rok 2012/2013 KATEGÓRIA P3

1 MERANIE VLASTNOSTÍ PARTIKULÁRNYCH LÁTOK

VYUŽITIE PROSTREDIA MATLAB SIMULINK NA SIMULÁCIU JAZDY MESTSKÉHO AUTOBUSU

ZEMIAKY A ZEMIAKOVÉ PRODUKTY

Zdravý. životný štýl Cesta k prevencii ochorení srdca a ciev. edícia. Zostavovatelia: Gabriel Kamenský, Daniel Pella

ROZSAH ANALÝZ A POČETNOSŤ ODBEROV VZORIEK PITNEJ VODY

UČEBNÉ TEXTY. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť. Vzdelávacia oblasť:

priemer d a vložíme ho do mosadzného kalorimetra s vodou. Hmotnosť vnútornej nádoby s miešačkou je m a začiatočná teplota vody t3 17 C

KAGEDA AUTORIZOVANÝ DISTRIBÚTOR PRE SLOVENSKÚ REPUBLIKU

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

Transcript:

Súťažný odbor 02 Matematika, Fyzika Energetická hodnota potravín Stredoškolská odborná činnosť Sivek Michal, sexta Gymnázium Ivana Bellu L. Novomeského 15, Handlová Konzultant: Mgr. Zuzana Černáková Handlová 2006

Obsah 1 Úvod...3 2 Vypracovanie...4 2.1 Metodika spracovania...4 2.1.1 Experiment...4 2.1.1.1 Pomôcky...4 2.1.1.2 Postup...5 2.1.2 Tvorba SOČ...6 2.2 Teoretické východiská...7 2.2.1 Energetický obsah potravín...7 2.2.2 Čo je to biomasa...8 2.3 Vlastná práca...10 2.3.1 Experiment...10 2.3.2 Anketa...12 2.4 Riešenie...15 3 Záver...17 4 Zoznam použitej literatúry...18 5 Prílohy...19 2

1 Úvod Pochopenie vzťahu medzi energetickou hodnotou potravín, výživou a zdravým spôsobom života je jedným zo základných cieľov, ktoré by mala táto práca plniť. Riešením nasledovného problému chcem ukázať, ako možno jednoduchý experiment, meranie hodnôt fyzikálnych veličín a použitie vzťahu pre výpočet tepla, využiť na pochopenie súvislosti medzi teplom a energetickou hodnotou potravín. V súčastnej dobe sa kladie veľký dôraz na zdravú a energeticky výživnú potravu. Túto tému som si vybral práve preto. Priznám sa, že ani ja, a som presvedčený že aj väčšina mojich rovesníkov, nekladie priveľký dôraz na správnu výživu. Avšak práve tento aspekt potravín by sa mal brať do úvahy ako prvý. Položme si otázku, ako je možné že potraviny horia? Odkiaľ sa vlastne energia v rastlinách berie? Kvôli čomu nemôžeme spaľovať v bombovom kalorimetri ľubovolnú vzorku? V tejto práci chcem na tieto otázky odpovedať. Problematiku tejto práce by som ohraničil na energetickú hodnotu rastlín a potravín, a to hlavne rôznych orechov kvôli tomu, že práve tie obsahujú nasýtené mastné kyseliny. Z pokusov jasne vidíme rozdiel v porovnaní s vianočkou či keksom. Okrem Energetickej hodnoty potravín som sa zameral aj na jej aplikáciu pri zdravom stravovaní. Na záver by som sa chcel poďakovať všetkým ľuďom, ktorý mi dopomohli k napísaniu tejto práce. A to hlavne pani profesorke Mgr. Zuzane Černákovej a Mgr. Ivane Kováčikovej za odborný dohľad a konzultácie týkajúce sa experimentu a spracovania, Vladimírovi Kitelovi, ktorý je žiakom oktávy na našej škole a bratovi Jozefovi Sivekovi za spoluúčasť na experimentálnych meraniach. Taktiež všetkým profesorom na našej škole, ktorí mi umožnili hladký priebeh prác na stredoškolskej odbornej činnosti. Všetkým týmto ľuďom patrí veľké Ďakujem. 3

2 Vypracovanie 2.1 Metodika spracovania 2.1.1 Experiment 2.1.1.1 Pomôcky Plechovka s objemom 2 až 4 litre, teplomer, odmerný valec, rovnoramenné váhy, skúmavka, korková zátka, hliníková fólia (alobal), klinec, podložka z nehorľavého materiálu, nožnice na plech, vzorky (0.2 g; neodporúčam väčšie množstvo, aby voda v skúmavke nezačala vrieť): Vlašský orech Podzemnica olejná - arašid Kokosový orech Slnečnicové semiačko Keks Vianočka (vysušená) 4

2.1.1.2 Postup 1. Plechovku upravíme za pomoci nožníc na plech (podľa obrázku obr.2.1.a) tak, aby sa k vzorke dostalo potrebné množstvo vzduchu, a taktiež, aby sa vytvoril otvor pre skúmavku, dostatočne tesný nato, aby nevypadla. Ďalej si pripravíme z korkovej zátky, hliníkovej fólie (alobalu) a klinca držiak na vzorku (podľa obrázku obr.2.1.b). 2. Do skúmavky si za pomoci odmerného valca nalejeme 10 ml vody. Teplomerom odmeriame jej teplotu. Pripravíme a odvážime si pripravenú vzorku a nasadíme ju na koniec držiaka, ktorý umiestnime pod skúmavku. (Vzorka by nemala dostať vodu do varu) 3. Vzorku zapálime a na teplomery sledujeme zvyšovanie teploty, kým vzorka nedohorí. Výslednú hodnotu si zaznačíme a popol vzorky odvážime. 4. Zo zistených informácií vypočítame energiu uvolnenú pri horení vzorky, výhrevnosť (uvolnené teplo na hmotnosť vzorky) a percentuálnu stratu hmotnosti. Výpočty zaznačíme do tabuľky. obr. 2.1.a obr. 2.1.b 5

2.1.2 Tvorba SOČ V mojej práci som prostredníctvom pokusu a z neho získaných výsledkov chcel oboznámiť mládež a širšiu verejnosť s energetickou hodnotou potravín, a tým zvýšiť povedomie ľudí v tejto oblasti. Pri metodickom opise experimentu som vychádzal prevažne z vlastných zážitkov, ale taktiež z článku v brožúre Ekológia v prírodovedných predmetoch. V teoretickej časti som sa zameral na spôsoby zisťovania energetickej hodnoty potravín a definíciu biomasy. Vychádzal som z odborných kníh (viď. zoznam použitej literatúry), podľa ktorých som definoval základné použité pojmy. Pri získavaní materiálov na teoretickú časť som sa stretol s deficitom kníh na danú tému, čo mi prácu mierne sťažilo. V kapitolách vlastná práca a riešenie som logicky vychádzal z uskutočneného experimentu a následných výpočtov. Taktiež som využil aj anketu, ktorú som uskutočnil. Vek respondentov vybraných do ankety bol v intervale 13 až 52 rokov. 6

2.2 Teoretické východiská 2.2.1 Energetický obsah potravín Pri spracovaní potravy v tele sa uvoľňuje energia. Rôzne druhy potravín obsahujú rôzne množstvo využiteľnej energie, ktorá sa trávením uvoľňuje. Energetický obsah potravín sa určuje v tzv. bombovom kalorimetri. Ide o kovovú nádobu, v ktorej sa potravina zapáli. Horením potravy sa koná teplo, ktoré sa odovzdá vode v skúmavke. Po odmeraní zmeny teploty vody a jej hmotnosti môžeme následne vypočítať množstvo prijatej energie. Kalorimetrická rovnica vyjadruje tepelnú bilanciu pri kalorimetrických meraniach tepiel pomocou kalorimetrov. Táto rovnica je matematickým zápisom zákona zachovania energie. Pri meraniach v bombovom kalorimetri treba vziať do úvahy aj straty tepla súvisiace s nedokonalou tepelnou izoláciou. Energetický obsah potravín možno zistiť aj iným spôsobom. Odborníkom, zaoberajúcim sa štúdiom potravy, stačí určiť koľko sacharidov, bielkovín a tuku daná potravina obsahuje, pretože energetický obsah týchto látok je dobre známy. Vo svojej práci sa však budem zaoberať prvým uvedeným spôsobom určenia energetickej hodnoty potravín. Výživa zohráva v živote každého z nás veľkú úlohu. Nielen pre energiu, ktorá je potrebná pre fungovanie celého organizmu, ale aj pre celkovú psychickú pohodu. Najrozšírenejším problémom v súčasnej spoločnosti je obezita, pričom ženy majú k nadváhe väčšie sklony, ako muži, lebo ich telo účinnejšie ukladá tuk. V ideálnom prípade by mal u žien tvoriť tuk 25% celkovej hmotnosti, u mužov len 15%. Do začiatku 20. storočia neboli známe vlastnosti paliva pre ľudský organizmus. Základné zložky môžeme obmedziť na 6 hlavných skupín. Sú to bielkoviny, tuky, sacharidy, vitamíny, minerálne látky a voda. Pomer jednotlivých zložiek v potrave sa mení v závislosti od veku, pohlavia, pohybovej aktivity a celkového zdravotného stavu jednotlivca. Energetická hodnota potravín sa donedávna vyjadrovala v kalóriách (cal). Dnes sa uvádza v jouloch (J) alebo kilojouloch (kj), pričom 1kcal=4,186kJ. Energetická hodnota 1g bielkoviny aj sacharidu je 17,1626kJ (4,1kcal), 1g tuku nám poskytne 38,9298kJ (9,3kcal) energie. 7

Kvalitatívna stránka celkového množstva dodávanej energie sa vyjadruje podielom živín podľa ich biologického významu. Za optimálnu sa považuje priemerná úhrada 12,7 až 15,6 percent energie bielkovinami, 55 percent sacharidmi (cukrom) a 30 percent tukmi. Energetický pomer hlavných živín sa pritom mení podľa veku, pohlavia a fyzickej aktivity. Napríklad pre dvanásťmesačné dieťa má byť pomer bielkovín (B), tukov (T) a sacharidov (S) vyjadrený vzorcom B : T : S = 14 : 36 : 50. Energetický príjem, ktorý zabezpečuje potreby zdravého jedinca, určujú tieto činitele: vek fyzická aktivita konštitúcia a veľkosť organizmu klimatické a ekologické faktory Požiadavky na prísun energie sú zahrnuté v sústave revidovaných odporúčaných výživových dávkach tak, aby uhrádzali potrebu zdravých jedincov. Tieto dávky, zostavené pre 33 skupín, sú rozdelené podľa veku, pohlavia a pracovného zaťaženia. Neprihliada sa v nich na vyššiu potrebu, napríklad pod vplyvom choroby. Pri nadbytočnom prívode energie alebo pri obmedzenej pohybovej aktivite jedinec priberá na hmotnosti, čo sa viditeľne prejaví na zvýšenom tuku v tele. Naopak nedostatočný prívod živín, poruchy trávenia a vstrebávania alebo zvýšený energetický výdaj jedinca sa prejaví chudnutím. Pri dlhodobejšom nedostatku dodávania energie môže prísť k vážnym chorobám. 2.2.2 Čo je to biomasa Kde sa však berie v rastlinách energia? Rastliny absorbujú energiu vo forme slnečného svetla a vďaka tomu produkujú biomasu. V biomase je uchovaná energia, ktorej spaľovaním sa uvoľňuje teplo. Biomasa je definovaná ako substancia biologického pôvodu (pestovanie rastlín v zemi alebo vo vode, chov živočíchov, produkcia organického pôvodu, organický odpad). Biomasa je buď zámerne získavaná ako výsledok výrobnej činnosti, alebo ide o využitie odpadu z poľnohospodárskej, potravinárskej a lesnej výroby, z komunálneho hospodárstva a údržby krajiny a starania sa o ňu. 8

Teoretické prepočty odborníkov uvádzajú celosvetovú ročnú produkciu biomasy na úrovni 100 miliárd ton, ktorej energetický potenciál sa pohybuje okolo 1400 EJ. To je takmer päťkrát viac, ako je svetová ročná spotreba fosílnych palív (300 EJ). Čím je teda limitované využitie biomasy na energetické účely a vyriešenie jedného z globálnych problémov ľudstva? Produkcia biomasy pre energetické účele konkuruje ďalším spôsobom využitia biomasy (napr. na potravinárske a krmné účely, zaistenie surovín pre priemyselné spracovanie, uplatnenie mimoprodukčnej funkcie biomasy). Zvyšovanie produkcie biomasy vyžaduje rozširovanie produkčných plôch alebo zvyšovanie intenzity výroby biomasy, čo prináša potrebu zvyšovať investície do výroby biomasy. Získavanie energie z biomasy v súčastných podmienkach s problémami ekonomicky konkuruje využitiu klasických energetických zdrojov. Táto skutočnosť môže byť postupne menená tlakom ekologickej legislatívy. Maximálne využitie zdrojov biomasy k energetickým účelom z celosvetového hľadiska je problematické vzhľadom k rozmiestneniu zdrojov biomasy a spotrebičov energie, vzhľadom k problémom s akumuláciou, transportom a distribúciou získanej energie. Na druhej strane existujú nesporné výhody využitia biomasy k energetickým účelom: o Menší negatívny dopad na životné prostredie o Zdroj energie má obnovitelný charakter. o Ide o tuzemský zdroj energie, znižuje sa spotreba dovážaných energetických zdrojov. o Zdroje biomasy nie sú lokálne obmedzené. o Účelne sa využijú spáliteľné, niekedy aj toxické odpady o Riadená produkcia biomasy prispieva k vytváraniu krajiny a starostlivosti o ňu. 9

2.3 Vlastná práca 2.3.1 Experiment Z meraní som zistil, že najviac tepla vzhľadom na hmotnosť dodal vode v skúmavke Vlašský orech, a to 9.80 *10 6 J/kg. Tesne za ním sa s hodnotou 8.63 *10 6 J/kg umiestnil Kokosový orech. Po týchto relatívne vysokých výsledkoch nasledujú dve menej výhrevné plodiny, a to Slnečnicové semiačko a Arašid čiže Podzemnica olejná. Tieto dodali vode 6.87 *10 6 J/kg a Podzemnica olejná iba 6.34 *10 6 J/kg. Neporovnateľne menej tepla tekutine odovzdali skúmané potraviny, a to 1.44 *10 6 J/kg pri Vianočke a iba 0.439 *10 6 J/kg pri Sušienke. druh Q1/m(0) Δm/m(0) energetická hodnota J/kg % J/kg vlašský orech 9.803E+06-85.0 2.717E+07 slnečnica 6.871E+06-70.6 2.299E+07 arašid 6.344E+06-64.6 2.475E+07 kokos 8.627E+06-51.3 1.450E+07 keks 4.391E+05-23.7 1.000E+07 vianočka 1.437E+06-51.3 1.349E+07 tabuľka č. 1. výhrevnosť, percentuálna strata hmotnosti a energetická hodnota potravín 1.0E+07 9.0E+06 8.0E+06 7.0E+06 6.0E+06 J/kg 5.0E+06 4.0E+06 3.0E+06 2.0E+06 1.0E+06 0.0E+00 vlašský orech slnečnica arašid kokos keks vianočka graf č. 1. výhrevnosť vzoriek 10

Jednoznačne najlepší pomer počiatočnej a výslednej hmotnosti má taktiež Vlašský orech. Pri ňom sa spálilo až 85% z váhy orecha. Následne druhou najlepšie spálenou plodinou bolo Slnečnicové semiačko so 71 percentnou stratou hmotnosti. Tretím je Arašid, ktorého váha sa spálením zredukovala o 65%. Kokos a Vianočka majú rovnaký úbytok hmotnosti a to 51%. Znova ako posledný skončil Keks, ktorého váha sa zmenšila len o 24%. 0-10 -20-30 % -40-50 -60-70 -80-90 vlašský orech slnečnica arašid kokos keks vianočka graf č. 2. percentuálna strata hmotnosti Z pozorovania experimentu môžem usúdiť, že síce pri dobrej izolácii dodá vzorka dostatočne veľké množstvo tepla, netreba zabúdať aj na vhodné a účinné odvádzanie dymu. Tento fakt chcem zdôrazniť preto, že sa v literatúre, ktorú som použil neobjavil. Najviac pozorovateľné je to pri spaľovaní Podzemnice olejnej. 11

2.3.2 Anketa Na tému Energia rastlín som navrhol anketu, ktorú môžete vidieť v prílohe č.1. Zameral som sa na všeobecnú spoločenskú vzorku ľudí v rozmedzí od 13 do 52 rokov. Následným vyhodnotením som dospel k viacerým záverom. Na otázku čo si myslia o využití energie rastlín prevažná väčšina ľudí zvolila možnosť a. Je potrebné zaujímať sa o alternatívne zdroje energie. Beriem to ako dobrý signál do budúcnosti, lebo vidieť záujem o riešenie energetických problémov. Okrem odpovede a. sa objavila aj možnosť c. Neviem o žiadnom využití, i keď iba u vekovej skupiny do dvadsať rokov. Pripisujem to neinformovanosti mladších respondentov v tejto oblasti, ktorí ešte na hodinách Fyziky nebrali učebnú látku o energii. a b c 80% 17% 3% Z druhej anketovej otázky - Viete, alebo ste počuli niečo o energii rastlín; máme možnosť vidieť, že informovanosť o energetickej hodnote potravín vôbec nie je zlá. Len 21% z opýtaných uviedlo, že o tom nevie vôbec nič. Ostatných 79% ľudí má minimálne povrchné znalosti o danom probléme. Až 34-percentný podiel zo vzorky mal lepšie vedomosti o energii rastlín. a b c 45% 34% 21% 12

Väčšina respondentov sa zaujíma o to čo konzumuje iba z hľadiska chuti. 28% si vyberá potraviny aj z hľadiska kalorickej, respektívne výživovej hodnoty. Nezáujem pri výbere potravy prejavilo len 10% opýtaných. a b c 62% 28% 10% Až 76% osôb, ktoré sa zúčastnili prieskumu, sa zamýšľalo nad energetickou hodnotou potravín ktoré konzumujú. Na moje veľké prekvapenie, takmer jedna štvrtina respondentov sa vôbec nezamýšľa nad týmto údajom. Znovu vidieť fakt, že mladších ľudí zdravá výživa priveľmi nezaujíma. a b 24% 76% Približne 50% opýtaných tomuto údaju nepripisujete veľkú váhu. Dôležitosť tejto hodnoty stúpa priamo úmerne s vekom osôb, ktorí túto anketu robili. Respondenti z vekovej kategórii do dvadsať rokov túto informáciu neberú príliš vážne a to kvôli tomu, že mladí ľudia vyvíjajú aj väčšiu telesnú (športovú) aktivitu. a b 48% 52% 13

Na otázku číslo šesť: Myslíte si, že je správne stravovať sa podľa energetických hodnôt počas dospievania; prevažná väčšina opýtaných, takmer tri štvrtiny, odpovedala áno, je to dôležité. Zvyšných 24% respondentov, ktorí zvolili možnosť b - nie, nie je to dôležité; pochádza opäť zo skupiny do dvadsať rokov. a b 24% 76% Zo siedmej anketovej otázky - Je dôležitá informácia na obale potraviny, ktorá vyjadruje obsah kj na 100g, keď nie je upresnený zdroj energie, mierna väčšina opýtaných - 69% odpovedala áno. Ostatných 31% si nemyslí, že táto informácia je dôležitá, pokiaľ nie je uvedený aj zdroj energie. a b 31% 69% Pri ôsmej a zároveň poslednej anketovej otázke som sa pýtal ľudí, akým spôsobom by sa podľa nich dala využiť energia rastlín. Takmer polovica respondentov uviedla, že nevie o nijakom spôsobe využitia energie rastlín. Pomerne veľká časť opýtaných vidí budúcnosť energetického využitia rastlín ako náhradu za fosílne palivá ropu; poprípade ako výhrevné palivo. Objavil sa aj názor, že energia uložená v potravinách, by sa mala vrátiť naspäť do zeme a tak vytvárať účinnejší kolobeh odovzdávania energie naspäť rastlinám, čiže vytvárať z nich hnojivo. 14

2.4 Riešenie Ako je možné, že potraviny horia a kvôli čomu nemôžeme spaľovať v bombovom kalorimetri ľubovolnú vzorku? Výber vzoriek, ktoré som pri experimente použil nie je náhodný. Orechy a semiačka horia preto, lebo obsahujú nasýtené mastné kyseliny, ktoré horia veľmi dobre. Každá potravina má určitú energetickú hodnotu, čiže môže dodať energiu nášmu organizmu. Nie každá však môže aj horieť, lebo obsahuje priveľké množstvo vody alebo nehorľavých látok. Pri pokuse s bombovým kalorimetrom som skúšal viaceré potraviny, ale buď sa mi nepodarilo ich zapáliť alebo len tleli bez značného výdaja tepla. A odkiaľ sa vlastne energia v rastlinách berie? Fotosyntézou sa v rastlinách vytvárajú z vody a anorganických látok za pomoci slnečného žiarenia organické zlúčeniny, konkrétne cukry. Ich spaľovaním sa z nich uvoľňuje uhlík a vytvára sa CO a CO 2. Moje merania viedli k vypočítaniu výhrevnosti vzoriek. Ako je z nasledujúceho grafu zrejmé, hodnoty výhrevnosti sa odlišujú od energetickej hodnoty vzoriek. V priemere sa však tieto údaje odlišujú o násobok malých čísel a všeobecne možno konštatovať, že veľká hodnota výhrevnosti je v súlade s vysokou energetickou hodnotou vzorky (potraviny). Energetická hodnota vzorky je množstvo energie, ktoré môže získať organizmus a výhrevnosť je množstvo energie uvoľnenej pri spaľovaní (v mojom experimente to bolo spaľovanie pri pomerne nízkej teplote). Nie je to však spôsobené tým, že by boli moje výsledky zlé, ale tým, že uvádzaná energetická hodnota pre dané vzorky je vypočítaná z množstva cukrov, tukov a bielkovín obsiahnutých v týchto potravinách. Rozdielne pomery výhrevnosti a energetickej hodnoty sú spôsobené nasledovnými dôvodmi: do úvahy musíme zahrnúť energetické straty pri vlastnom experimente, neúplné zhorenie vzorky a tiež možnosť, že nemuseli byť rovnako spálené všetky zložky vzorky ktoré sú nosičom energetickej hodnoty (bielkoviny, tuky a cukry). 15

Vzorky môžeme v zásade zoskupiť do troch skupín: olejnaté semená (vlašský orech, slnečnica a arašid) kokosový orech charakterovo jediný pečené výrobky (keks a vianočka) 3.00E+07 2.50E+07 2.00E+07 výhrevnosť energetická hodnota 1.50E+07 1.00E+07 5.00E+06 0.00E+00 vlašský orech slnečnica arašid kokos keks vianočka graf č. 3. porovnanie výhrevnosti a energetickej hodnoty potravín Vzorky v jednotlivých skupinách sa podobajú pomerom energetickej hodnoty a výhrevnosti. Pri olejnatých semenách je zastúpenie tukov, cukrov a bielkovín porovnateľné a z toho dedukujem, že aj pomer energetickej hodnoty a výhrevnosti bol približne rovnaký. Podobne je tomu tak aj pri pečených výrobkoch porovnateľných v zastúpení tukov, cukrov a bielkovín. Kokosový orech je medzi vzorkami typovo jediný. Pri tom predpokladám, že tepelná účinnosť pri spaľovaní vzoriek bola ekvivalentná. Na to, aby sa zvýšila presnosť experimentu, by sa dali podniknúť viaceré kroky. Napríklad zlepšenie izolačných materiálov, čím by sa minimalizovali úniky tepla. Taktiež by bolo vhodné zapaľovanie vzorky elektrickým výbojom. Tak by sa nemuselo pohybovať so sústavou po jej zložení a znížili by sa straty pri zakrývaní vzorky. Experiment by sa dal využiť v praxi ako názorné predvedenie preberanej látky na školách (9.ročník, téma Zdroje energie; sexta, Molekulová fyzika a termodynamika). Taktiež by sa dal tento pokus použiť pre vlastné účely, konkrétne pre ľudí, ktorí chcú schudnúť, na overenie známych hodnôt či zistenie dosiať neznámych údajov. 16

3 Záver Cieľom mojej práce bolo spracovať tematiku o energii v rastlinách a potravinách. Snažil som sa priblížiť experiment s bombovým kalorimetrom, ktorý som uskutočnil čo najjednoduchším a najzrozumiteľnejším spôsobom. Pokusy sú jednou z najpútavejších častí fyziky, a tak by sa mala prostredníctvom nich sprostredkovať a vizualizovať teória, ktorá môže byť často nenázorná. Táto forma podania informácií je pre ľudí mnohokrát prijateľnejšia a ľahšie zapamätateľná. Týmto spôsobom sa môže fyzika lepšie šíriť medzi širokou verejnosťou. Moja práca je doplnená anketou, v ktorej som videl vhodný spôsob zistenia všeobecnej znalosti danej problematiky a slúži pre mňa ako prvá spätná väzba ľudí na tému mojej práce. Z vyhodnotenia ankety som dospel k záveru, že vedomosti respondentov o danej téme sú v celku uspokojivé, i keď mladšia časť opýtaných menej dbá o správnu výživu. 17

4 Zoznam použitej literatúry 1. Janovič, Ekológia v prírodovedných predmetoch Energetická hodnota potravín. Ministerstvo školstva Slovenskej republiky, Bratislava 2002 2. Pastorek Z., Kára J., Jevič P.: Biomasa obnovitelný zdroj energie. FCC PUBLIC, Praha 2004 3. Zámečník Jozef: Prehľad stredoškolskej fyziky. Alfa SNTL, Bratislava 1984 Internetové stránky 1. http://www.chudnutie-ako.sk/ 18

5 Prílohy 1. Anketový lístok s otázkami 2. Kompletná tabuľka nameraných hodnôt a výsledkov 19

Anketa Vek: Pohlavie: M Ž (Energia rastlín) 1. Čo si myslíte o využití energie rastlín? a. Je potrebné zaujímať sa o alternatívne zdroje energie b. Beriem to iba ako záležitosť potravy c. Neviem o nijakom využití 2. Viete, alebo ste počuli niečo o energii rastlín? a. Áno, niečo o tom viem b. Áno, ale len povrchne c. Nie, vôbec nič 3. Zaujímate sa o to čo jete? a. Áno, z hľadiska kalórii b. Áno, z hľadiska chuti c. Nie 4. Zamýšľali ste sa nad energetickou hodnotou potravín ktoré konzumujete? a. Áno b. Nie 5. Pripisujete veľkú váhu tomuto údaju? a. Áno b. Nie 6. Myslíte si, že je správne stravovať sa podľa energetických hodnôt počas dospievania? a. Áno, je to dôležité b. Nie, nie je to dôležité 7. Je dôležitá informácia na obale potraviny, ktorá vyjadruje obsah kj na 100g, keď nie je upresnený zdroj energie? a. Áno b. Nie 8. Akým spôsobom by sa dala podľa vás využiť energia rastlín? 20

počiatočná teplota vody výsledná teplota vody počiatočná hmotnosť vzorky hmotnosť vzorky po zhorení uvoľnené teplo výhrevnosť hmotnostný úbytok stredovanie druh objem vody T(0) T ΔT m(0) m Δm Q1 Q1/m(0) Δm/m(0) Q1/m(0) Δm/m(0) m^3 K K K kg kg kg J J/kg % J/kg % vlašský orech 1.000E-05 2.957E+02 3.427E+02 47.000 2.000E-04 3.000E-05-1.700E-04 1.961E+03 9.803E+06-85.0 9.803E+06-85.0 slnečnica 1.000E-05 2.937E+02 3.077E+02 14.000 8.500E-05 2.500E-05-6.000E-05 5.840E+02 6.871E+06-70.6 6.871E+06-70.6 arašid 1.000E-05 2.917E+02 3.192E+02 27.500 2.000E-04 1.000E-04-1.000E-04 1.147E+03 5.736E+06-50.0 6.344E+06-64.6 1.000E-05 2.932E+02 3.282E+02 35.000 2.000E-04 5.000E-05-1.500E-04 1.460E+03 7.300E+06-75.0 1.000E-05 2.932E+02 3.162E+02 23.000 1.600E-04 5.000E-05-1.100E-04 9.595E+02 5.997E+06-68.8 kokos 1.000E-05 2.912E+02 3.272E+02 36.000 1.900E-04 9.500E-05-9.500E-05 1.502E+03 7.904E+06-50.0 8.627E+06-51.3 1.000E-05 2.912E+02 3.302E+02 39.000 2.000E-04 1.000E-04-1.000E-04 1.627E+03 8.135E+06-50.0 1.000E-05 2.912E+02 3.372E+02 46.000 1.950E-04 9.000E-05-1.050E-04 1.919E+03 9.841E+06-53.8 keks 1.000E-05 2.942E+02 2.962E+02 2.000 1.900E-04 1.450E-04-4.500E-05 8.343E+01 4.391E+05-23.7 4.391E+05-23.7 vianočka 1.000E-05 2.942E+02 3.012E+02 7.000 1.800E-04 9.000E-05-9.000E-05 2.920E+02 1.622E+06-50.0 1.437E+06-51.3 1.000E-05 2.932E+02 2.992E+02 6.000 2.000E-04 9.500E-05-1.050E-04 2.503E+02 1.251E+06-52.5 Kompletná tabuľka nameraných hodnôt a výsledkov