I) INTRODUCTION

Pour vivre un organisme a besoin d'énergie. Le métabolisme représente la dépense énergétique pour assurer une série de fonctions telles que le maintien des activités vitales, la thermorégulation, le travail musculaire, etc ..

La source d'énergie, c'est évidemment l'alimentation. Glucides, lipides et protides apportent des composés organiques qui vont être brûlés par l'organisme.

Evidemment le rôle des aliments ne se limite pas à cet aspect énergétique. Pensons aux besoins en vitamines, oligo-éléments, ...

Ce laboratoire va s'attacher à voir comment on peut déterminer le contenu énergétique d'un aliment (à titre d'exemple une noisette fraîche). Schématiquement il suffit de brûler cet aliment et de recueillir et mesurer l'énergie dégagée sous forme de chaleur. C'est de la CALORIMETRIE.

Comment mesurer cette chaleur dégagée ? On va utiliser cette énergie pour chauffer une masse d'eau connue. En admettant qu'il n'y pas de pertes (ce qui n'est pas le cas) et sachant que par définition 1 calorie c'est la quantité de chaleur pour élever d'un degré un gramme d'eau, il suffira de mesurer l'échauffement de l'eau T.

Attention aux confusions dans les unités : en diététique le terme calorie représente en fait 1000 calories (1 kcal) "physiques". Actuellement on utilise le kilojoule kJ (4,2 kJ = 1 kcal).

 

II) MODE OPERATOIRE

• Peser exactement une noix, noisette, amande ...
• Peser exactement une boîte de soda sèche
• Remplir d'eau à moitié (150-200g) la boîte de soda. Peser. Par différence entre la boîte remplie d'eau et la boîte sèche on aura la masse d'eau.
• Suspendre la boîte à un fil par la languette d'ouverture
• Réaliser le montage ci-contre (espace entre la noisette et la boîte : 3-4 cm). Voir photos.
• Prendre la température initiale T°_i de l'eau (attendre que cette température soit stable)
• Enflammer la noisette à l'aide d'une allumette.
• Eventuellement placer une "cheminée" percée de trous à la base autour du dispositif (voir photo).
• Attendre que la noisette soit totalement brûlée et agiter l'eau de temps en temps avec le thermomètre.
• Prendre la température finale T°_f de l'eau
• Répéter plusieurs fois cette expérience

 

III) CALCULS et RESULTATS

Etant donné que l'énergie nécessaire pour élever 1g d'eau de 1°C est de 4,2 joules, la formule suivante nous permettra d'évaluer le contenu énergétique du fruit (en kJ/g)

à titre d'exemple :

fruit	masse [g]	masseboîte+eau [g]	masseeau [g]	Ti [°C]	Tf [°C]	T [°C]	Contenu énergétique [kJ/g]
noisette	1,07g	184,3g	156,36g	19°	50°	31°	18,9kJ/g
amande	1,27g	180g	152,06g	19°	50°	31°	15,5kJ/g
masse de la boîte sèche = 28,5g

Les valeurs obtenues sont en-deça des valeurs attendues (voir étiquette). comment pourrait-on améliorer l'expérience pour avoir de meilleurs résultats ?
 

IV) LIENS

• Alimentation et besoins alimentaires (Fr.acc.08/2003), un dossier complet avec données, infos, images, ...
• Métabolisme et énergie (Fr. acc.8/2003)
• Etude expérimentale du métabolisme (Fr. acc.8/2003) par EXAO (expériences assistées par ordinateur)
• détermination de la valeur énergétique des aliments ... un peu de théorie (Fr. acc.8/2003) (cliquer sur le lien dans le bas du cadre de gauche)
• Qu'est-ce qu'une bombe calorimétrique ? (Eng. acc.8/2003)
• Métabolisme et énergie (cliquez sur Essentials (Eng. acc.08/2003) extrait d'un traité de physiologie (Eng. acc.08/2003)
• Composition moyenne des fruits et légumes : les noisettes, les noix, les noix de cajou, ... (Fr. acc.8/2003) sur le site de l'APRIFEL (Fr. acc.10/2001)
• Quelques informations concernant le calcul de la valeur nutritive des aliments (Fr.acc.08/2003)
• Combien de calories dans ... ? (Fr.acc.08/2003)
• Alimentation et obésité (Fr. acc.08/2003) : calorie, besoins énergétiques, pyramide alimentaire
• Combien de calories dans ...? Calorie calculator (Eng. acc.08/2003) vous répond (attention aux unités. Les valeurs ne sont pas toujours ramenées à 1g) sur le site de Calorie Control Council (eng. acc.08/2003)
• Un guide alimentaire à télécharger (Fr. acc.08/2003)