Jus d'orange Défi Vs Electrolyte

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Les fabricants de boissons sportives dépensent des dizaines à des centaines de millions de dollars de la publicité de leurs produits chaque année. Parmi les avantages souvent présentés dans ces annonces sont les boissons de haut niveau d'électrolytes, que votre corps perd comme vous transpirez. Dans ce projet scientifique, vous comparer la quantité d'électrolytes dans une boisson sportive avec ceux du jus d'orange pour savoir qui a plus d'électrolytes pour reconstituer ceux que vous perdez que vous travaillez ou faire du sport. Lorsque vous avez terminé, vous pouvez même faire vos propres boissons sportives!

Pour déterminer si oui ou non une boisson sportive fournit plus d'électrolytes que le jus d'orange.

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introduction

"Fais-le!" Vous avez probablement entendu ce slogan, et il ne fait aucun doute que l'exercice est un élément clé de rester en bonne santé. Mais l'exercice épuise les réserves de liquides et de minéraux du corps, qui doit être remplacé. La plupart des experts conviennent que si vous êtes engagé à la lumière à modérée exercice, boire un verre ou deux d'eau devrait faire l'affaire. Mais si vous êtes exercice physique intense, il faut aussi reconstituer certains des sels que votre corps perd par la sueur. Ces sels ou électrolytes. se trouvent dans la plupart des boissons sportives, ainsi que dans les jus naturels comme le jus d'orange.

Quels sont les avantages d'une boisson de sport ont sur l'eau? L'eau fournit le liquide dont vous avez besoin pour éviter la déshydratation, mais il ne dispose pas d'électrolytes. Un électrolyte est une substance qui se dissocie en ions en solution. Les ions dans la solution donnent la capacité de conduire l'électricité. Electrolytes, tels que le sodium et le potassium, sont présents dans la sueur. Le chlorure, le calcium et les ions phosphates sont également des électrolytes.

La concentration adéquate d'électrolytes dans le sang est essentiel à votre santé. Vos systèmes à-cardiovasculaire et nerveux nom que deux nécessitent des électrolytes pour bien fonctionner. Les différences dans la concentration de l'intérieur et à l'extérieur des cellules sodium et de potassium permettent à vos fibres musculaires et nerveuses d'envoyer des impulsions électriques (ce qui est la façon dont ces cellules communiquent et obtenir votre corps à réagir et se déplacer).

Votre corps garde la concentration des différents électrolytes dans ses fluides dans une fourchette étroite, et ce processus dépend de la consommation assez d'eau et d'électrolytes. Le maintien des électrolytes dans cette plage étroite est due aux mécanismes homéostatique du corps. qui contrôlent l'absorption, la distribution et l'excrétion de l'eau et ses électrolytes dissous.

Pour mesurer les électrolytes dans ce projet scientifique, vous utiliserez un multimètre. Un multimètre est un dispositif électronique qui mesure la tension, le courant. et la résistance. Vous pouvez en apprendre davantage au sujet de ces termes dans la Science Buddies Electronics Primer. Pour ce projet, vous utiliserez seulement la partie ampèremètre du multimètre. Un ampèremètre mesure le courant. La procédure décrit ce que vous devez faire, mais vous pouvez en savoir plus sur ce qu'est un multimètre et comment utiliser une ressource dans la science Buddies Comment utiliser un multimètre.

Comment pouvez-vous utiliser un ampèremètre pour mesurer la concentration d'électrolytes? Vous l'utiliserez pour mesurer la conductance. qui est proportionnelle à la concentration d'électrolyte. Parce que les électrolytes sont des particules chargées qui transportent de courant en solution, la conductance de la solution dépend de la concentration des électrolytes. Si vous augmentez la concentration d'électrolytes dans une solution, la conductance de la solution augmente également. Afin de mesurer un courant dans les solutions, il faut appliquer une tension. Vous utiliserez une batterie de 9 volts (V) pour alimenter la tension.

Le symbole de la conductance est G et il est mesuré en unités appelées siemens (S). Le symbole pour le courant est moi et elle est mesurée en Ampères (A). communément appelé Ampère pour faire court. Le symbole de la tension est V et elle est mesurée en volts (V également abrégé). Le calcul de la conductance est facile, il est courant divisé par la tension, comme indiqué dans l'équation 1.

Notez que la conductance est l'inverse de la résistance, qui est mesurée en ohms (ω, la capitale lettre grecque Omega). Le symbole de la résistance est R, de sorte que G = 1 / R (1 S = 1 / ω). L'équation 1 est juste une autre forme de la loi d'Ohm. qui utilise la résistance au lieu de conductance: V = IR.

Enfin, dans ce projet, la quantité de courant que vous mesurerez est assez petite. Cela rend plus commode de prendre vos mesures en milliampères (mA). d'un ampli millièmes; ou microampères (pA). millionièmes d'un ampli. Cependant, avant de brancher votre lecture en cours dans l'équation 1, vous devez convertir la mesure de retour à Ampère. La procédure vous expliquera comment faire.

Tableau 1. Variables électriques, leurs unités et abréviations.

Termes et concepts

• Électrolyte
• Dissocier
• Ion
• Solution
• Conduit l'électricité
• Électricité
• mécanisme homéostatique
• multimètre
• Tension (V)
• Courant (I)
• Résistance (R)
• Ampèremètre
• Conductance (G)
• Proportionnel
• Siemens (S)
• Ampères, ou ampères (A)
• Volts (V)
• Ohms (ω)
• La loi d'Ohm
• Milliampères (mA)
• Microampère (uA)
• Circuit ouvert
• Court-circuit
• Électrolyse
• Diluer

• Qu'est-ce que les électrolytes font dans votre corps?
• Quels avantages les boissons pour sportifs ou jus ont sur l'eau en termes de teneur en électrolytes? Pourquoi cette question pour un exercice intense?
• Y at-il d'autres raisons, en plus du contenu de l'électrolyte, que vous choisiriez une certaine boisson avant, pendant ou après un exercice intense? Par exemple, beaucoup de jus ont des quantités relativement élevées de glucides qui ajoutent des calories et ont besoin d'eau supplémentaire pour digérer. Certaines boissons peuvent être plus acide et bouleverser votre estomac plus facilement. Quels sont les autres facteurs que vous devriez considérer avant de choisir une boisson?
• Quelles sont les quantités de calories, de sodium, de potassium et d'hydrates de carbone dans une portion (8 onces [oz]) de jus d'orange? Comment cela se compare avec des boissons sportives?

Bibliographie

Procédure expérimentale

Faire un simple capteur Conductance

1. Coupez un morceau de 5 cm (2 pouces) de la paille.
2. Coupez deux morceaux de fil de cuivre, chacun d'environ 12 cm (5 pouces) de long.
3. Envelopper les deux morceaux de fil autour de chaque extrémité de la paille, en laissant 5 cm queues de fil, comme représenté sur la Figure 1.
   1. Assurez-vous d'envelopper les fils parfaitement autour de la paille afin qu'ils ne glissent pas en arrière.
   2. Attention: Assurez-vous que les deux fils ne se touchent pas. Le capteur de conductance ne fonctionnera pas si les fils se touchent, et les fils se touchent soufflera le fusible dans votre multimètre.

Faire un circuit de mesure Conductance

1. Raccorder les sondes du multimètre comme représenté sur la Figure 2.
   1. Pour l'instant, assurez-vous que le cadran central de votre multimètre est en position « OFF ».
   2. Branchez la sonde noire dans le port « COM ».
   3. Brancher la sonde rouge dans le port « VωMA ».

1. Assemblez votre circuit comme indiqué sur les figures 3 et 4. Il y a plusieurs remarques importantes avant de commencer.
   1. Important: Ne jamais laisser le métal exposé des différentes pinces crocodile ou de sondes, ou les fils de capteur de conductance, se touchent directement. Cela va créer un court-circuit, ce qui pourrait endommager votre multimètre en soufflant le fusible. Gardez toujours les différents fils à une distance raisonnable les uns des autres, comme le montre la figure 4. Garder votre cadran de multimètre dans la position « OFF » lorsqu'ils ne sont pas en cours d'utilisation permettra également d'éviter les dommages accidentels.
   2. Assurez-vous toujours connecter les pinces crocodiles aux parties métalliques des sondes ou des fils, et non à l'isolation de couleur. Ceci est facile à faire avec les sondes multimètre car les pointes métalliques sont assez grandes, mais il peut être difficile avec le connecteur de la batterie pression étant donné que les pièces métalliques exposées aux extrémités des fils sont assez petites. Si vous vous connectez à l'isolation à la place du métal, votre circuit ne fonctionnera pas.
   3. Votre zone de travail peut se salir avec tous les fils. Vous pouvez utiliser les liens de torsion pour les regrouper et de garder votre espace de travail plus propre, comme le montre la figure 4. Cela vous permet également d'éviter les courts-circuits en vous assurant que les parties métalliques ne bosse pas dans l'autre.
   4. Branchez le connecteur à pression à la batterie 9 V.
   5. Utiliser la pince crocodile rouge pour connecter la sonde multimètre rouge au fil rouge du connecteur à encliquetage de la batterie.
   6. Utiliser la pince crocodile noir pour connecter la sonde multimètre noir à un fil du capteur de conductance.
   7. Utiliser la pince crocodile vert pour raccorder le fil noir du connecteur à encliquetage de la batterie à l'autre fil du capteur de conductance.

1. Vérifier vos connexions pour vous assurer qu'ils correspondent à ceux représentés sur les figures 3 et 4 avant de poursuivre.
2. On notera que ce circuit est ouvert en raison de l'écart entre les fils enroulés autour de la paille (non conducteur). Vous utiliserez les électrolytes dans les solutions pour fermer le circuit. La quantité de courant qui passe est proportionnel à la concentration d'électrolyte.

Configuration de votre solutions de test

Mesure de la Conductance

1. Réglez votre multimètre pour mesurer le courant continu dans la gamme de 200 uA. Ceci est le vert « 200μ » sur la partie supérieure droite de votre cadran multimètre, comme le montre la figure 5. Ceci est une haute sensibilité paramètre que vous utiliserez uniquement pour mesurer l'eau distillée, qui est moins conducteur que les autres liquides.

Dépannage

variations

• Essayez d'autres boissons et les jus.
  1. Quelle est la conductance de jus d'orange frais pressé?
  2. Qu'en est-il de la conductance de limonade?
• Essayez de faire votre propre boisson sportive, à partir de jus d'orange. Si les hydrates de carbone dans le jus d'orange sont plus élevés qu'ils ne le sont dans la boisson sportive, diluer le jus avec de l'eau distillée afin que les hydrates de carbone sont à peu près les mêmes car ils sont dans la boisson sportive. Comment la conductance du jus dilué comparer à celui de la boisson sportive?
• Standardiser vos lectures, en utilisant l'eau du robinet comme référence. Diviser toutes les mesures en cours pour chaque essai par le courant que vous avez mesuré pour l'eau du robinet. L'eau du robinet aura une conductance de 1,0. puis les jus de fruits et des boissons sportives auront conductances multiples de la conductance de l'eau du robinet.

Foire aux questions (FAQ)

Q: Je ne sais pas si mon multimètre est configuré correctement. Comment doit-il être configuré?

Q: Mon multimètre lit toujours 00,0 lorsque je tente de mesurer le courant. Qu'est-ce que je fais mal?

Q: Qu'est-ce que cela signifie si je reçois une lecture de courant négatif sur mon multimètre?

Q: Pourquoi mes lectures multimètre monter et descendre?

Q: Les lectures actuelles sur mon multimètre semblent très faible pour tous mes échantillons et il n'y a pas beaucoup de variations entre eux. Que devrais-je faire?

Q: Je ne sais pas si les valeurs que je reçois sont corrects. Comment dois-je faire mes calculs et quelle est la gamme que mes résultats seront probablement tomber?

R: Si vous prenez vos mesures à l'aide du paramètre 200 milliampères, vos lectures actuelles sont en milliampères (mA). Si vous avez utilisé les 200 microampères réglages avec l'eau distillée, vos lectures actuelles sont en microampères (uA). Pour cette expérience, les lectures de courant dans la plage de 0 (pour l'eau distillée) à 100 mA (pour les autres liquides) sont attendus.

Pour calculer la conductance de vos différents échantillons, utilisez l'équation 1 de l'introduction. Convertissez vos lectures actuelles de microampères ou milliampères à Ampère, comme décrit à l'étape 16 de la procédure. Diviser par la tension de la batterie (qui devrait être d'environ 9 V, mais vous pouvez mesurer avec votre multimètre pour être sûr, comme décrit dans le quatrième point sous la rubrique « Mon multimètre lit toujours 00,0 lorsque je tente de mesurer le courant. Qu'est-ce que je fais mal? »). Cela vous donnera conductance siemens (S), que vous pouvez convertir en millisiemens en multipliant par 1000.

Q: Pourquoi est-il important de garder les fils du capteur de conductance de se déplacer?

Q: Quel est le but de plonger le capteur dans de l'eau distillée? Dois-je remplacer l'eau distillée entre les tests?

Q: Comment puis-je savoir si je fait fondre le fusible dans mon multimètre?

Q: L'écran de mon multimètre reste juste vide lorsque je l'allume. Est-ce brisé?

Demandez à un expert

Le Interrogez un Forum d'experts est destiné à être un lieu où les étudiants peuvent aller à trouver des réponses aux questions scientifiques qu'ils ont été incapables de trouver l'utilisation d'autres ressources. Si vous avez des questions au sujet de votre projet scientifique équitable ou juste la science, notre équipe de scientifiques bénévoles peut aider. Nos experts ne feront pas le travail pour vous, mais ils feront des suggestions, offrir des conseils et vous aider à résoudre.

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