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0.3cm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（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，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）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.