En la unidad previa, aprendiste que el petróleo no es solo encendido como gasolina, pero es también el material crudo para la manufactura de muchos productos




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Calorimetría



En un calorímetro típico, la energía térmica liberada por quemar una muestra de comida calienta una masa conocida de agua.
El incremento de temperatura del agua es medido, y la energía térmica liberada por la reacción es entonces calculada. Los procedimientos y cálculos son parecidos a esos que experimentaste en un primer experimento de calorimetría (unidad Petróleo, páginas 187 y 188).
Toma 1.0 caloría alcanzar la temperatura de un gramo de agua por un grado Celsius. De esta manera el calor específico del agua, expresado en unidades caloría, es 1.0 caloría por gramo por grado Celsius. Vamos a poner a trabajar este valor en un problema muestra, para revisar las técnicas que aprendiste en la unidad Petróleo.
Supón que quieres calentar 250mL (250g) de agua de la temperatura del cuarto (22° C) a sólo bajo hervir (99° C). ¿Cuánta energía térmica será necesaria?.
Aquí está cómo puede ser resuelta la pregunta: Sabemos que toma una caloría calentar 1 g de agua por 1° C. Sin embargo, en este caso, tenemos 250 veces más agua a calentar, y más bien que calentar la muestra por 1° C, necesitamos incrementar su temperatura por 77° C (99° C – 22° C). El total de energía térmica necesaria debe ser 250 veces mas grande debido a la masa más grande, y 77 veces más grande debido al mayor cambio de temperatura. Para incluir ambos cambios, el total de energía necesaria debe ser 250 x 77, o cerca de 19,000 veces más grande que la 1.0 caloría original. Así, la respuesta final debe ser 1.0 cal x 19,000, o 19,000 cal. O desde que toma 1000 calorías igualar una kilocaloría, la respuesta podría también ser expresada como 19 kcal.
Aunque 250 x 77 produce 19,250 en una calculadora, en este caso esto puede ser redondeado a 19,000.
La solución del problema puede también ser resumida de esta manera, para mostrar que todas las unidades implicadas combinan para dar las unidades deseadas de “calorías” en la respuesta final:
1 cal

____ x 250 g x (99 – 22)° C = 19,000 cal, o 19 kcal

g° C
Ahora vamos a intentar un problema basado en comida.
Una onza (28.4 g) de un popular cereal escarchado contiene tres cucharadas (12 g) de azúcar. Cuando es quemada esta azúcar puede calentar 860 g de agua de 22° C a 85° C. ¿Cuánta energía fue contenida en las tres cucharadas de azúcar? Basado en tu respuesta, ¿Cuántas calorías alimento están contenidas en una cucharada de azúcar?.
Una vez más iniciamos con la relación fundamental del calentado de agua. Sabemos que toma 1.0 cal de energía térmica calentar 1 g de agua por 1° C. En este problema el quemado del azúcar calentó 860 g de agua 860 veces más. El incremento de temperatura fue 63° C – 63 veces más que nuestro estándar de calentado del agua. De este modo el total de energía térmica implicado debe haber sido 860 x 63, o cerca de 54,000 veces más que el estándar 1.0 cal. Así, la energía total en las tres cucharadas de azúcar es 1.0 cal x 54,000 = 54,000 cal. En unidades de energía – alimento, esto es igual a 54 Cal.

Finalmente, si tres cucharadas de azúcar contienen 54 Cal de energía alimento, entonces una cucharada de azúcar debe contener cuando mucho 1/3. Desde que 54/3 = 18, ahí están 18 Cal en una cucharada de azúcar.
Ahora es tu turno.


  1. La energía almacenada en una lata de una cierta bebida dietética es capaz de calentar 160 g de agua de la temperatura del cuarto (22° C) a 60° C. ¿Cuántas calorías están contenidas en esta bebida dietética?

  2. Supón que bebes seis vasos de agua congelada (0° C) (de 250 g c/u) en un caluroso día de verano.

  1. Supón que la temperatura de tu cuerpo es de 37° C. ¿Cuántas calorías de energía térmica usa tu cuerpo en calentar esta agua a la temperatura del cuerpo?

  2. ¿Cuántas calorías es esto?

  3. Una ración de papas a la francesa contiene 220 Cal. ¿Cuántos vasos de agua helada has de beber para “apagar” las Calorías en una ración de papas a la francesa?

  4. Basado en tu respuesta a la pregunta 2c, ¿Es el beber agua helada una manera eficiente para dieta?.


¿Qué le sucede a la energía almacenada en los alimentos que comemos? ¿Cuánta masa corporal es obtenida si es consumido un exceso de comida? La siguiente actividad te ayudará a estimar esto.
B.2 TÚ DECIDES: ENTRADA DE ENERGÍA – SALIDA DE ENERGÍA
La tabla 2 proporciona estimados de la energía gastada por una persona de 150 lb en varias actividades.


  1. Usa esta tabla para estimar tu propio consumo de energía diario:

  1. Lista tus actividades típicas sobre un periodo de 24 horas y estima cuanto tiempo toma cada actividad.

  2. Calcula el total de calorías usadas. Trata de estimar los usos de energía para cualesquier actividades no dadas en la tabla.

  3. Mujeres con un promedio de edad de 15 a 18 años participando en actividad ligera consumen cerca de 2300 Cal diariamente. El valor para hombres de 15 a 18 años es de cerca de 3000 Cal. ¿Cómo comparas tu propio uso estimado de energía con estos valores?

Compara la energía total que usas con el total de energía alimento que consumes.

  1. Vamos a observar el consumo de un helado de crema con frutas y nueces. Investigaremos cuanto ejercicio tomaría apagar las Calorías añadidas, y cuánto peso ganarías de comerlo si no hiciste ejercicio.

Dos cazos de tu helado de crema contienen 250 Cal y la cobertura de chocolate agrega 125 Cal. Consulta la Tabla 2 para responder las siguientes preguntas. (Debes saber también que 1 lb de grasa corporal contiene 4000 Cal de energía.)


  1. Supón que tu dieta regular (sin el helado de crema con frutas y nueces) sólo mantiene el peso actual de tu cuerpo. Si tu comes el helado de crema con frutas y nueces,

  1. ¿Cuántas horas de jugar tennis quemarían eso?

  2. ¿Qué tan lejos habrías de caminar (a 2.5 mph)?

  3. ¿Cuántas horas debes nadar (con brazada)?

  1. Si escoges no ejercitar más de lo usual, ¿Cuánto peso ganarías del helado de crema con frutas y nueces?


Tomaría casi cuatro horas de estar solo sentado el quemar las calorías del helado de crema con nueces y frutas.



  1. Ahora supón que consumes un helado de crema similar con nueces y frutas tres veces cada semana por dieciséis semanas. Si no haces ejercicio para quemarlo, ¿Cuánto peso ganarías?.

  2. Por supuesto, otra alternativa está disponible – puedes decidir no comer el helado de crema con nueces y frutas. ¿Decidirías comer el helado de crema con nueces y frutas (implicando ejercicio extra o ganar peso) o no comer el helado de crema con nueces y frutas (implicando menos placer)? ¿Por qué?.

  1. Hemos implicado que comer un helado de crema con nueces y frutas resultará en ganar peso, a menos que hagas ejercicio adicional.

  1. ¿Puedes pensar un plan que te permita consumir el helado, no hacer ejercicio adicional, y todavía no ganar peso?

  2. Explica tu plan y está preparado para discutirlo en clase.

Esta actividad ha sido basada sobre tres posibles escenarios:

  1. Si la energía total de entrada es igual a energía total de salida es una persona conservará su actual peso corporal.

  2. Si la energía total de entrada es más grande que la energía total de salida, una persona ganará algo de peso corporal.

  3. Si la energía total de entrada es menor que la energía total de salida, una persona perderá algo de peso corporal.


Foto: Estas corredoras están usando energía a una tasa de cerca de 850 Cal/hr.
Un deseo individual de perder peso debe cumplir la tercera condición listada arriba – la energía total consumida en la comida debe ser menor que el total de energía empleada. Por otro lado, una persona deseando ganar peso debe recoger más energía de la que es gastada.
Como saben los dietistas sabios, la nutrición adecuada no sólo es cuestión de cuánto es comido. Qué comemos también es importante. Algunos alimentos proporcionan más energía que otros, algunos son importantes por sus nutrientes, y varios te llenarán sin proporcionar más energía o nutrición. En la siguiente sección, examinaremos mayores grupos de alimento, empezando con los carbohidratos.

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