1 калория равна дж

Калория

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 мая 2019; проверки требует 21 правка.

Кало́рия — внесистемная единица количества теплоты; энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды с 19.5 до 20.5 градусов Цельсия. Определены и используются три разновидности калории, немного различающиеся своей величиной. В Российской Федерации все три вида калории допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока с областью применения «промышленность»[1]. В то же время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит калорию к таким единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются»[2]. Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732-1796)[3].

Этимология и история[править | править код]

Само слово происходит от фр. calorie, которое, в свою очередь, происходит от лат. calor, означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории)[3]. «Большая» калория была впервые представлена Николёй Клеман-Дезормом как единица тепловой энергии в лекциях в 1819-1824 годах[4][5]. «Малая» калория была введена химиком Пьером Антуаном Фавром и физиком Иоганном Т. Зильберманом в 1852 году. В 1879 году Марцеллин Бертелот провел различие между грамм-калорией (современная калория) и килограммом-калорией (современная килокалория))[5].

Использование килограмма-калории (ккал) для питания было представлено профессором Уэслианского университета Уилбуром Олином Этуотером в 1887 году[4].

Современная калория (кал) была впервые признана единицей системы СГС в 1896 году[5] вместе с уже существующей единицей энергии СГС, эрг (впервые предложенный Клаузиусом в 1864 году под названием эргон, и официально принятый в 1882 году).

Уже в 1928 году были серьёзные жалобы на возможную путаницу, возникающую из-за двух основных определений калорийности, и встал вопрос о том, разумно ли использовать заглавную букву для их различения[6]. Использование калорий было официально осуждено девятой Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году[7].

Определения[править | править код]

Общий подход к определению калории связан с удельной теплоёмкостью воды и состоит в том, что калория определяется как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па. Однако поскольку теплоёмкость воды зависит от температуры, то и размер определяемой таким образом калории зависит от условий нагревания. В силу сказанного и по причинам исторического характера возникли и существуют три определения трёх различных видов калории[1].

• Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точно[8].
• Калория термохимическая (русское обозначение: калТХ; международное: calth), 1 калТХ ≈ 4,1840 Дж[8][9][10].
• Калория 15-градусная (русское обозначение: кал15; международное: cal15), 1 кал15 ≈ 4,1855 Дж.

Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты; «калорийностью» называлась теплота сгорания топлива. В настоящее время, несмотря на переход в систему СИ, в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве часто используется кратная единица измерения количества тепловой энергии — гигакалория (Гкал) (109 калорий). Для измерения тепловой мощности используется производная единица Гкал/ч (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты, произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени.

Кроме того, калория применяется при оценках энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях (ккал).

Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 106 кал) и теракалория (1 Ткал = 1012 кал).

Связь с другими единицами[править | править код]

Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж.

• 1 Дж ≈ 0,2388458966 кал.
• 1 кВт·ч ≈ 0,859845 Мкал.
• 1 Гкал = 1163 кВт·ч точно.
• 1 кал ≈ 2,6131950408·1019эВ.
• 1 эВ ≈ 3,8267331155·10−20 кал.
• 1 британская тепловая единица (BTU) ≈ 252 кал.
• 1 ккал ≈ 3,968 BTU.
• 1 эквивалент барреля нефти (BOE) ≈ 1,46 Гкал.
• 1 Гкал ≈ 0,684 BOE.
• 1 килотонна тротилового эквивалента = 1 ТкалТХ ≈ 1 Ткал.

Связанные единицы[править | править код]

Фригория[править | править код]

Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории[11].

Термия[править | править код]

Единица измерения теплоты, численно равная 106 калорий[12].

Британская тепловая единица[править | править код]

BTU (британская тепловая единица) — единица, применяемая для измерения тепловой энергии в англоязычных странах. Её определение методологически близко к определению калории, но опирается на имперские единицы: 1 BTU равна энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта.

Килотонна ТНТ[править | править код]

Для измерения энерговыделения взрывных процессов используется тротиловый эквивалент. Ввиду почти точного, в пределах процентов, совпадения энергии взрывного разложения 1 грамма тротила (тринитротолуола, ТНТ) и 1 килокалории, условно принимается, что 1 килотонна ТНТ в энергетическом выражении соответствует 1 термохимической теракалории.

Калорийность[править | править код]

Под калорийностью, или энергетической ценностью пищи, подразумевается количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении. Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории — таким образом можно узнать физиологическую энергетическую ценность пищи[15]. Подобным способом можно определить энергию, требующуюся для обеспечения жизнедеятельности и активности любого человека. Таблица отражает эмпирические результаты этих испытаний, по которым и рассчитывается ценность продуктов на их упаковках. Искусственные жиры (маргарины) и жиры морепродуктов имеют эффективность 4-8,5 ккал/г, поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

Примечания[править | править код]

1. ↑ 1 2 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Архивная копия от 2 ноября 2013 на Wayback Machine Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879.
2. ↑ Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В (недоступная ссылка). Дата обращения: 14 октября 2013. Архивировано 14 октября 2013 года.
3. ↑ 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 56. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
4. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). «Does the history of food energy units suggest a solution to «Calorie confusion»?». Nutrition Journal. 6 (44): 44. DOI:10.1186/1475-2891-6-44. PMC 2238749. PMID 18086303.
5. ↑ 1 2 3 JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957-2961.
6. ↑ Marks, Percy L. (January 14, 1928). «The Two Calories, Percy L. Marks». Nature. 121 (3037): 58. DOI:10.1038/121058d0. Дата обращения November 9, 2019.
7. ↑ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a fixed point; unit of quantity of heat (joule)., bipm.org.
8. ↑ 1 2 International Standard ISO 31-4: Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (rmative): Other units given for rmation, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
9. ↑ Rossini, Fredrick (1964). «Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future». Pure and Applied Chemistry. 8 (2): 107. DOI:10.1351/pac196408020095. Дата обращения 21 January 2013. both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.
10. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. — CRC Press, 1974. — P. 438.
11. ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 159.
12. ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 158.
13. ↑ How Do Food Manufacturers Calculate the Calorie Count of Packaged Foods? (англ.), Scientific American.
14. ↑ Calories — Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram.
15. ↑ Поскольку обмен веществ в живом организме не способен к абсолютному окислению, второй показатель всегда меньше первого в определённой пропорции, отражающей эффективность обмена веществ.

Литература[править | править код]

• Химическая энциклопедия, ISBN 5-85270-008-8

Ссылки[править | править код]

Источник

Источник