Исследовательская работа "Изучение количество энергии, содержащихся в различных видах орехов"

Оглавление:

Введение

В настоящее время известны такие виды энергии,  как тепловая, световая, звуковая, электрическая и ядерная. Все эти виды энергии служат причиной движения или изменении материи. Но есть общеизвестный факт – энергия не может ни появляться ниоткуда и ни исчезать никуда; согласно закону сохранения энергии она может лишь перейти из одного вида в другой.

Для измерения различных видов энергии используются различные единицы. В науке наиболее употребляемой единицей, используемой для измерения тепловой энергии, является джоуль. Энергия света и звука определяется длинами волн, которые они создают в среде. Единицей измерения силы электрического тока служит ампер; радиоактивность измеряется в кюри.

 Энергия, которую мы исследовали в нашей работе, - это энергия, запасенная в пищевых продуктах, которая измеряется калориях. Мы провели опыт, показывающий, как запасенная в различных видах орехов энергия преобразуется в тепло. Количество выделяющегося тепла позволило нам определить, сколько энергии содержится в орехах

Проблема.

Энергия, содержащаяся в еде, считается тепловой, поскольку как раз тепло и выделяется в нашем организме, когда пища вступает в реакцию с кислородом. При полном «сгорании» пищи выделяются также вода и углекислый газ. Такая реакция горения в нашем организме, называется метаболизмом.

Проблема состоит в том, что когда мы больше потребляем калорий – а значит, и энергии, - чем тратим, у нас усваивается больше калорий, чем следует. Чтобы делать то, что необходимо, и чтобы тело при этом оставалось здоровым, каждый день нам требуется определенное количество калорий.

Многие же люди потребляют больше калорий, чем нужно, и эти лишние калории – то есть калории, не используются в виде энергии, - откладываются у них в виде жира.

Ожирение представляет собой серьезную проблему, вызывающую у медиков большую тревогу. Отчасти эта проблема вызвана тем, что люди не имеют представления  о том, сколько калорий содержится в съедаемых ими пищевых продуктах. Если мы будем лучше представлять себе, как действует энергия, которую мы получаем с пищей, и знать, сколько калорий содержится в различных видах продуктов, то это поможет нам правильно питаться и чувствовать себя здоровыми и энергичными.

Цель работы: измерение количества энергии, содержащихся в различных видах орехов.

Задачи:

1. Определить количество выделенного тепла различными видами орехов.
2. Вычислить сколько калорий содержится в различных видах орехов.
3. Определить виды орехов, которые больше всего содержат энергии.
4. Сравнить полученные результаты с литературными источниками.

Объект исследования: энергия, содержащаяся в различных видах орехов

Гипотеза: мы предполагаем, что различные виды орехов содержат разное количество энергии.

Глава 1. Обзор литературы

На заре современного питания, в начале двадцатого века, когда был обнаружен первый витамин - витамин В, -  Роберт Маккаррисон, престижный британский врач в своей книге, написанной в 1921 г., «Исследование авитаминоза» писал: «Высокая ценность земляного ореха, миндаля, грецкого ореха, лещины (фундука), бразильских орехов, каштанов, ореха гикори и кедровых орешков в той же степени обусловлена питательной ценностью содержащегося в них белка, как и содержанием витамина В.»

Сегодня, если мы заглянем внутрь съедобной части ореха, мы обнаружим там огромное множество ценных соединений, намного превышающее то, о котором писал Маккаррисон в 1921 году. И, благодаря множеству исследований, посвященных составу орехов, ожидается, что мы получим еще большее количество ошеломляющих данных в течение следующих нескольких лет.

Несложно заметить, что между различными орехами существует значительное сходство, но еще больше между ними ключевых различий. Следует учитывать, что данные о составе пищи, которые находятся в пищевых таблицах, являются усредненными и сильно отличаются в зависимости от почвы, климата и разновидностей. Числовые данные, имеющие отношение к орехам, представлены либо в процентном отношении, что представляет собой количество граммов данного питательного вещества в ста граммах - немного больше, чем три унции - данного ореха, либо в количестве, содержащемся в унции - около 28 граммах - орехов. Унция является полезным количеством - это около горстки большинства орехов.

Углеводы, белки и жиры являются питательными веществами, дающими энергию для поддержания жизни и обеспечения физической активности. Термин «калория» используется для измерения энергии в пище, и, к сожалению, сегодня мы считаем, что калорий должно содержаться как можно меньше. Так же,  как и по отношению к остальным элементам рациона, мы стремимся к правильному количеству калорий: не слишком мало и не слишком много. Но, прежде всего, вы хотите поглощать калорийную пищу, которая бы давала насыщение и не позволяла вам переедать. Калории в унции орехов колеблются примерно от 160 в кешью и фисташках, 165 в миндале, 180 в грецких орехах и фундуке, 190 в бразильских орехах и до около 200 в орехах макадамии.

Ключом к улучшению здоровья является получение максимального количества калорий из натуральной и растительной пищи, такой как орехи, богатой огромным количеством ценных соединений и клетчаткойЕще Гиппократ говорил: "Ваша еда должна быть вашим лекарством, а ваши лекарства - едой". В случае с орехами это правило работает идеально!

 Существуют десятки разновидностей орехов, которые ботанически принадлежат к разным группам растений, но их объединяет наличие скорлупы и характерный "ореховый" вкус. Орехи все без исключения - источник белка, витаминов В и Е, минералов: кальция, железа, магния, калия. Орехи поддерживают иммунитет и обменные процессы в организме, нормализуют уровень полезного и снижают «плохой» холестерин в крови. Орехи очищают и оздоравливают организм.

Миндаль незаменим для здоровых зубов, волос, кожи. Улучшает зрение и стимулирует деятельность мозга. Сладкий, с сахаром, полезен при астме и болях в горле. Миндальные орешки по праву считаются чемпионом по содержанию кальция и витамина Е. Они содержат 45-62% жирного миндального масла, до 20% белков и ряд других полезных веществ. Ежедневное употребление небольшого количества миндаля существенно повышает содержание витамина Е в плазме и эритроцитах крови, а также снижает и нормализует уровень холестерина.

Кешью очень полезны при анемии, депрессии, обеспечивают нормальную деятельность сердца. Кешью богаты белком и углеводом, витамином А, В2, В1 и железом, содержат цинк, фосфор, кальций. Витамины способствуют обмену белков и жирных кислот в организме и понижению уровня холестерина в крови, укрепляют иммунную систему, обеспечивают нормальную деятельность сердечно-сосудистой системы. В качестве вспомогательного средства эти орехи употребляются при зубной боли, псориазе, дистрофии, нарушениях обменных процессов, анемиях.

Фундук полезен при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и малокровии, при варикозном расширении вен, флебитах. Отлично выводит шлаки из печени. Фундук богат всевозможными полезными веществами. Например, выжатое из него масло легко усваивается организмом. В смеси с яичным белком масло лечит ожоги, его используют для укрепления волос, а орехи в сочетании с медом употребляют при ревматизме и малокровии. Фундук богат питательными веществами, по калорийности (около 700 килокалории) он превосходит 2-3 раза хлеб, 8 раз молоко. Лесной орех богат витаминами В, В2, С, Е. В 100 граммах ядра ореха содержится 618 мг калия, 354 мг фосфора, 287 мг кальция и 4,1 мг железа.

Арахис, или Земляной орех (Arachis hypogaea) - разновидность бобовых семейства Фабации (Fabaceae), родиной которого является Мексика и Центральная Америка. Это - травяное растение, растущее высотой до 30 - 50 см. Арахис благоприятно влияет на нервную систему, ткани сердца, печени и других органов. Полезен при утомляемости, бессоннице, улучшает память, внимание и слух.

Фисташки снижают сердцебиение и предрасположенность к сердечным заболеваниям, поддерживают работу мозга, печени. Полезны для людей, страдающих артериальной гипертензией, хронической анемией, туберкулезом, тромбофлебитом. Фисташки являются родственником ореха кешью и происходят из стран Ирана, Ирака и Сирии. Несоленые фисташки могут быть жирноватыми из-за высокого содержания масла, и тогда они слегка теряют свою зеленую окраску.

Кедровые орешки - кладезь витаминов и микроэлементов - повышают работоспособность, иммунитет. Помогают при повышенном давлении, заболеваниях сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и желудочно-кишечного тракта, неврозах. Кедровое масло

Грецкий орех особенно хорош для гипертоников, а также при анемии. Полезен пожилым людям, беременным женщинам и кормящим матерям.

Грецкий орех у жителей разных стран применяется не только, как продукт питания, но и как лекарство. Сведения о его применении можно обнаружить в летописях и древних манускриптах. Имеется много сказаний о целебных и полезных свойствах растения. Грецкий орех считали хорошим средством от действия отравляющих веществ, для улучшения мозговой деятельности, а также залогом семейных отношений. Ореховые жиры полезны, т.к. они состоят из элементов, значительно влияющих на защиту от атеросклероза. Также в орехах содержится белок и аминокислоты, которые делают его возможной заменой мясным и рыбным продуктам – что может помочь вегетарианцам.

Все орехи очень калорийны. Из-за своей полинасыщенности они не повышают уровень холестерина.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

Исследование проводилось в контролируемых условиях 15 ноября 2011 года в лаборатории Школы №1.

1.1 Материалы и инструменты для исследования:

1. Различные виды орехов, в том числе арахис, миндаль, фисташки, кешью, фундук, абрикосовая косточка.
2. Электронные весы
3. Вощеная бумага
4. Швейная игла
5. Пробка
6. Термометр со шкалой Цельсия
7. Кольцевой штатив
8. Зажимное кольцо
9. S- образный крючок
10.  Жестяная банка из-под газированной воды
11. Спички
12. Теплоизоляционный цилиндр, который послужил в качестве «теплоизоляционной трубы»

1.2 Метод исследования

1. Взвесить орех с точностью 0,01 грамма и записать результат.
2. Воткнуть швейную иглу в пробку и аккуратно насадить орех на кончик иглы.
3. Взвесить пустую банку из-под газированной воды с точность. 0,1 грамма и записать результат.
4. Наполнить банку до половины водой.
5. Подсчитать вес воды, вычтя из веса банки с водой вес пустой банки.
6. Измерить и записать температуру воды в банке с точностью 0,1 градуса Цельсия.
7. Поджечь спичкой орех, и установить над горящим орехом дымоход (рис. №1).
8. Осторожно опустить банку в дымовую трубу.
9. По мере горения ореха осторожно помешивать термометром воду в банке для равномерного распределения тепла в воде.
10.  После того, как орех погаснет, измерить и записать конечную температуру воды.
11. Подсчитать энергию в калориях на грамм ореха, воспользовавшись формулой:

                                                                                                             вес воды * увеличения температуры

Энергия в килокалориях на грамм =                            вес ореха * 1000

12.  Провести исследование еще дважды с орехами одного и того же вида.

Рисунок №1. Устройство для измерения калорий в различных видах орехов.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

1. Мы взвесили орехи каждого вида с точностью до 0,01 грамма и занесли результаты в таблицу №1.

Вес орехов каждого вида в граммах.

                                                                                      Таблица №1

Миндаль, фисташки и кешью  - виды орехов, вес которых составил в среднем 1 грамм, арахис, фисташки и абрикосовая косточка – виды орехов, имеющие наименьший вес - 0,4 и 0,5 граммов соответственно.

2. Воспользовавшись уравнением, мы подсчитали энергию в калориях на грамм ореха каждого вида (таблица №2).

Энергия в килокалориях на грамм орехов каждого вида

                                                                Таблица №2

В результате наибольшее количество энергии содержится в фисташках и арахисе, что составило 840 и 735 килокалорий на 100 граммов орехов соответственно, фундук и кешью содержат 571 и 537 килокалорий и наименьшее количество энергии содержится в орехах вида «миндаль» - 420 килокалорий и «абрикосовая косточка» – 336 килокалорий на 100 граммов.

Рисунок №2. Энергия в килокалориях на 100 граммов орехов каждого вида

3. Следующей нашей задачей было сравнить полученные результаты нашего исследования с известными данными из литературных источников (таблица №3).

Таблица сравнения содержания количества энергии.

                                                                                   Таблица №3

Согласно большинства литературных источников наибольшее количество энергии содержат орехи вида «фундук», наименьшее, как и в нашем исследовании, абрикосовая косточка. Данные содержания килокалорий нашего исследования ненамного отличаются от данных литературных источников. Как уже говорилось выше, данные о количестве килокалорий в различных видах орехов являются усредненными и отличаются в зависимости от почвы, климата и разновидностей.

Выводы:

1. Миндаль, фисташки и кешью  - виды орехов, вес которых составил в среднем 1 грамм, арахис, фисташки и абрикосовая косточка – виды орехов, имеющие наименьший вес - 0,4 и 0,5 граммов соответственно.
2. Наибольшее количество энергии содержится в фисташках и арахисе, наименьшее количество энергии содержится в орехах вида «миндаль» - и «абрикосовая косточка» .
3. Данные содержания килокалорий нашего исследования ненамного отличаются от данных литературных источников. Как уже говорилось выше, данные о количестве килокалорий в различных видах орехов являются усредненными и отличаются в зависимости от почвы, климата и разновидностей.
4. Наше тало, если его сравнивать с устройством, использовавшимся для проведения нашего исследования, играет роль «дымовой трубы». Кислород нашего организма как раз и обеспечивает «сгорание», то есть усвоение съеденной нами пищи, точно так же, как кислород, содержащийся в воздухе, поддерживает горение орехов.

Список используемой литературы

1. Нэнси К, О. Лири, С. Шелли., Увлекательные опыты. Биология, физика, химия, науки о Земле.  –  М.:  АСТ: Астрель, 2009.- 240 с.: ил

Электронные ресурсы:

1. http://www.jasmin.ua/ru
2. http://www.goodsmatrix.ru/articles/27.html
3. http://travlek.ru/page_oo_0.html