サイエンスフェアのために石油熱量計を作る方法
カロリメーターは、食べ物に含まれるカロリー量を測定する装置です。熱吸収率の高い油などの液体で放出された熱エネルギーを捕らえることで、食材が燃焼したときの温度上昇を測定します。油の温度変化に油の質量を掛け合わせることで、カロリメーターが捕らえたエネルギー（カロリー）を算出できます。
必要なもの
- 大きなスチール缶
- 小さなスチール缶
- 鉛筆
- コルク栓
- 針
- プライヤー
- 缶切り
- ハンマー
- 釘
- 食用油
- マシュマロ
- ライター
- 温度計
- はかり
- 耐熱手袋
手順
- 大きな缶の上下を缶切りで取り外し、底辺にハンマーと釘で8つの穴を開けます。
- 小さな缶の側面に、上下から約1/4の位置にハンマーと釘で2つの穴を開けます。穴は鉛筆が通る程度の大きさにします。鉛筆を通し、小缶を大缶の中に入れ、鉛筆で支えた状態で小缶を持ち上げます。その後、小缶を大缶から取り出します。
- 空の小缶の重さを量り、記録します。小缶の半分程度まで食用油を入れ、再度はかりで重量を測り記録します。油の質量は、満タンの重量から空缶の重量を差し引いた値です。温度計で油の温度を測り、記録しておきます。
- 針の鈍い側をコルクに差し込みます。マシュマロの重量を測り記録し、針の先端に刺します。
- ライターでマシュマロに火をつけ、燃えている間に大缶の上にコルクを置き、その上に油入り小缶を乗せます。小缶は炎の上に少し浮かぶようにバランスを取ります。
- マシュマロが燃え尽きて炎が消えるまで待ちます。耐熱手袋を装着し、小缶を取り出して油をかき混ぜ、再度温度を測って記録します。また、燃え残ったマシュマロの重量も測ります。
- 油の温度上昇＝燃焼後の温度‑燃焼前の温度を計算し、その数値に油の質量を掛け合わせます。得られた値がカロリメーターで捕らえたエネルギー（カロリー）です。