Разница между калориями и джоуль

Часто в задачах по физике приводятся значения энергии для разных процессов в калориях. Однако в международной системе измерений (СИ) принятой единицей для этой физической величины является джоуль. В статье рассмотрим подробно вопрос перевода килокалорий в джоули.

Что обозначает величина?

Следует разобраться с самим понятием «калория». А затем переходить к рассмотрению вопроса, как перевести килокалории в джоули.

Введено оно в физику было в 1824 году французским ученым Николя Клеманом. В конце XIX века и в первой половине XX века калорию часто использовали для количественного описания энергетических процессов. Она использовалась в качестве измерения энергии в Технической системе единиц.

Величина получила название малой калории. Она представляет собой энергию (тепло), которую необходимо передать 1 грамму воды, чтобы нагреть его на 1 градус Цельсия.

Существует также и большая калория. Ее величина равна энергии, необходимой для нагрева на 1 градус уже 1 килограмма воды. С учетом приставок для единиц измерения, большую калорию записывают как 1 ккал = 1000 кал.

Чему равна 1 килокалория в джоулях?

Многим покажется этот вопрос простым. Действительно, для этого нужно взять 1 кг воды, нагреть его на 1 oC и измерить, какое тепло было передано в ходе этого процесса. Проблема заключается в том, что теплоемкость воды зависит от ее температуры.

Если посмотреть на табличные данные, то можно наблюдать, как в интервале температур от 0 oC до 100 oC теплоемкость H2O изменяется от 4174 кДж/кг до 4220 кДж/кг. Причем она сначала уменьшается, достигая минимума при 30-40 oC, а затем опять возрастает вплоть до температуры кипения.

Выход из этой непростой ситуации был найден. Ученые привязали внесистемную единицу измерения энергии к конкретной температуре воды. Чаще всего используются две температуры: 15 oC и 20 oC.

В первом случае речь идет о стандартной калории, она составляет 4,1868 Дж. Во втором случае — о термохимической калории, она немного меньше, чем стандартная, и равна 4,184 Дж. Отличаются эти величины друг от друга всего на 0,07%.

При решении задач по физике рекомендуется использовать большее из приведенных значений, то есть 1 кал = 4,1868 Дж, поскольку эта величина является стандартной, признанной во многих развитых странах мира.

Соответственно 1 килокалория в джоулях будет равна 4186,8 Дж или 4,1868 кДж.

Где важно это знание?

Как уже было сказано выше, калория не используется в науке. Там рекомендуется применять для измерения энергии джоуль.

Тем не менее при производстве продуктов питания на этикетки наносится энергетическая ценность их содержимого именно в килокалориях. Как правило, эти значения дублируются соответствующими цифрами в килоджоулях. Однако многие современные диеты основаны на использовании системы калорий.

Почему важно знать энергетическую ценность продуктов, которые употребляет в пищу человек? Потому что от разницы между расходом калорий и их поступлением в виде пищи зависит, будет увеличиваться вес или нет.

Каждый, кто сталкивался с этим вопросом в своей жизни, знает, что жиры содержат в 2,25 раза больше энергии на единицу массы, чем белки и углеводороды. Кроме того, существует такое понятие, как «пустые калории», которое говорит о вредности продуктов (они поставляют энергию в организм, но при этом не содержат питательных веществ и витаминов). Ярким примером продуктов с огромным содержанием пустых калорий являются алкогольные напитки.

Пример решения задачи

Приведем решение простой задачи на перевод килокалорий в джоули. Допустим, человек купил в магазине 2 кг мяса. Он знает, что этот продукт содержит 1250 ккал/кг. Необходимо найти соответствующую величину в джоулях.

Поскольку масса мяса равна 2 кг, тогда его калорийность составляет 2 [кг]*1250 [ккал/кг] = 2500 ккал. Зная, что 1 ккал = 4186,8 Дж, воспользуемся пропорцией. Получим: 2500*4186,8 = 10467000 Дж или 10,467 МДж.

Калории обеспечивают организм человека энергией. Запасы кдж хранятся в теле каждого живого существа. Это белки, жиры и углеводы. Они нужны для реализации самых разных функций, необходимых для жизни и деятельности клеток организма. Благодаря калориям человек дышит, сердце работает, поэтому организм может отдыхать или выдерживать физические нагрузки.

Что такое калории

Калории — это единицы внесистемного измерения теплоты, то есть, ее количество, потребляемое с продуктами. Здесь подразумевается энергия, которая нужна, чтобы нагреть один грамм воды на один градус по Цельсию. Под калорийностью еды понимается энергия, которая содержится в пище (белки, жиры и углеводы). Ценность продуктов обозначается. как «кал» — калории, или «ккал» — килокалории. Такое обозначение энергии, содержащейся в пище, присвоили для того, чтобы можно было отследить ценность продуктов, правильно выбрать рацион питания.

Калорийный продукт — это тот, который имеет неокисленные атомы углерода и водорода. В жире таких атомов больше, чем в белках и углеводах. Например, в одном грамме жира 9,3 килокалории, а в одном грамме углеводов или белков — 4,1 килокалории. Если альпинист потребляет мало килокалорий, тогда он не сможет покорить вершину. Если же здоровый человек ест только ту пищу, что содержит жиры, тогда у него перспектива — набрать излишки в весе.

Востребованность организма в энергии для каждого пола, возраста и рода профессии разная. Для подсчета калорийности блюда достаточно сложить энергетическую ценность каждого продукта, который в него входит. Только воду многие упускают. Поэтому для подсчета калорийности нужно сделать следующее.

Если нужно сварить гречневую кашу, то подсчет будет таким. На упаковке указано, что в ста граммах крупы 335 килокалорий. Берем воду два к одному, получаем 200 грамм готовой каши. Не обойтись без лука 50 г, что составляет 45 ккал на сто грамм, который тушим в 20 граммах подсолнечного масла, что равно 900 ккал на сто грамм.

В итоге получится следующая формула для веса в граммах килокалорий на сто грамм:

Гречка 100 на 335 плюс вода 200 на 0 плюс лук 50 на 45 плюс масло 20 на 900.

В итоге:

370*(335*1+0*2+45*0,5+900*0,2)/3,7=139,2 ккал.

Калорийность ста грамм отварной гречневой каши с луком протушенным в подсолнечном масле, составляет 139,2 килокалории. Вес продукта не всегда говорит о том, что количество калорий будет именно таким. Всегда нужно взвешивать и считать по указанной выше формуле. Таким же образом считается, сколько в готовом блюде жиров, углеводов и белков.

Калории в джоули начали переводить еще в 19 веке. Тогда же считалось, что изменяя температуру определенного количества воды, затрачивается некое число дж. Учитывая, что теплоемкость связана с температурой, уточнили понятие калории. В обиход была введена термохимическая калория, равная 4,1840 дж, и паровая, составляющая 4,1868 дж. Калория, которой измеряют энергетическую ценность продукта, называется килокалорией, она составляет 1000 калорий. Это не единица системы измерения, поэтому в физике не применяется.

Изначально под калорией понималось количество тепла, которое нужно, чтобы нагреть один грамм воды на один градус по Цельсию. Температурный градус, а также условия нагрева раньше не оговаривались. Использовались 0, 15, 20, 25 градусные калории или мелкие, средние и термохимические. В 1929 году в Лондоне прошла первая Мировая конференция, касающаяся свойств воды и пара. Там же была введена ккал, как международная единица измерения энергетической ценности продукта. Она считалась, как 1/861*1000 ватт в час. В 1954 и 1956 годах приняли решение перейти на новую единицу измерения, которая равнялась абсолютному джоулю. Она вошла в Международную систему единиц.

Получается, что килоджоулей в калории очень мало. Для того чтобы перевести калорию в джоули, нужно ее количество умножить на 4.

Разница между калориями и килокалориями

Килокалория — это 1000 калорий. Отличаться будут только обозначения, кал или ккал. До 20 века под калорией понималась тепловая энергия. Сейчас так называют энергетическую ценность продукта, которая указывается на порции продукта. Французские ученые в 19 веке впервые ввели название «калория». В девяностых годах 19 века впервые разложили продукт на белки, жиры и углеводы.

Потом стали применять понятие калории в оценивании количества энергии, поступающей в организм с продуктом. В наше время желающие поправиться или похудеть тщательно подсчитывают съеденные калории. Чем отличается калория от килокалории? Здесь такая же логика, как между килограммами и граммами. 1 кг равен 1000 г. На упаковке указывается энергетическая ценность продукта в килокалориях.

Неграмотно говорить о потере калорий вообще, так как съесть и потерять за раз можно именно килокалории. Например, в тренажерном зале или спортклубе теряются килокалории, а не калории просто. Зачем нужны килокалории? Это количество энергии, без которой невозможна жизнедеятельность организма и жизнь вообще. Для статистики можно отметить, что в одном грамме углевода и белка по четыре килокалории, а в жирах девять.

Можно подсчитать, сколько килокалорий в завтраке, когда едят овсянку:

• 6 грамм жиров, что составляет 54 ккал;
• 51 грамм углеводов, что составляет 204 ккал;
• 12 грамм белков, что составляет 48 ккал.

Получается, что в 100 граммах утренней каши 206 килокалорий, при переработке пищи, организм белки преобразует в аминокислоты, углеводы в глюкозу — другой сахар, а жир в кислоту и глицерин.

Получается, правильно всегда спрашивать, сколько килокалорий в блюде, Когда говорят о калориях и килокалориях, то подразумевают именно ккал, так как с их помощью определяют калорийность блюда. Почему решили ввести в обиход килокалории? Это связано с тем, что калория достаточно маленькая единица измерения. Поэтому если считать энергетическую ценность продукта в кал, то можно сбиться со счета и запутаться в нулях. По этой причине перешли на ккал, отбросив автоматически нули. Тем более, что потребление организмом энергии измеряется в ккал.

При активной жизни человек расходует больше ккал, чем при пассивной. Хотя для работы органов организма все равно нужна энергия. Минимум для женщины с едой должно поступать 1200, а для мужчин 1500 ккал, если учитывать только пассивный образ жизни. Помимо пола и возраста, на количество потребляемой энергии влияет климат, в котором живет человек, гормональный баланс и здоровье. Организм взрослого человека, ведущего малоподвижный образ жизни, потребляет до 50 ккал на килограмм веса. Мужчина, работающий физически затрачивает до 100 ккал на килограмм веса. Пожилым требуется всего 35 ккал. Ребенку – 130 ккал.

Перевод между калориями, ваттами, килограммами

Говоря о правильном написании калория или каллория, стоит отметить, что слово происходит от французского, где используется только одна буква «л», поэтому правильно писать «калория». Используется калория для нагрева грамма воды. Чаще говорят не килокалории, а просто калории. Это не значит, что речь идет о мизерном измерении энергетической ценности продукта. Просто так удобнее говорить.

Что такое килокалория, удалось разобраться. Что же такое джоуль? Это работа, совершаемая при перемещении точки силы, приложенной к предмету, равная одному ньютону, на один метр туда, куда направлена сила действия. Теперь стоит обратить внимание, как сочетаются между собой калории и джоули. Например, позанимавшись в спортзале, удалось сжечь 300 ккал. Съев яблоко после тренировки, человек получает 50 ккал, а с кусочком хлеба организм наполнился энергией уже на 315 кдж.

Для того чтобы подсчитать количество итоговых калорий, нужно все перевести в одну единицу измерения, а именно в ккал. Потратили 300 ккал, съели 50 ккал плюс 315/4,2 кдж, то есть 50+75 ккал. В итоге 125 ккал. Получается, что еще остается не вернувшихся 175 ккал. Значит, именно столько можно съесть, не тревожась за фигуру.

Каждый час тратится одна калория на килограмм массы тела. Получается, что даже ничего не делая, за час организм при весе 55 килограмм расходует 55 ккал. Поэтому между восемью часами утра и часом дня необходимо съесть блюдо, содержащее 275 ккал. При этом в расчет не берется энергия, требуемая для работы системы пищеварения, для физических нагрузок, работы.

Пустые, отрицательные и жидкие калории

Под пустыми калориями понимается энергия, которая поступает в организм, не предоставляя жиров, углеводов и белков. Другими словами, человек поел, получил энергию, но ничего не дал организму для его работы, нет витаминов и минеральных веществ.

Проблемы, которые могут появиться из-за таких продуктов:

• развивается ожирение;
• возникает сахарный диабет;
• происходит засорение кишечника, вызывая диарею и запоры.

Мусорная еда увеличивает скорость набора веса, так как быстрые углеводы прямиком направляются в жировую ткань. Например, пакет чипсов 50 грамм содержит 300 килокалорий, вся энергия уйдет на формирование подкожного жира. С едой в организм должна поступать здоровая энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма.

Как влияют отрицательные калории на организм? Для этого сначала нужно отметить, что это не значит, что в продукте нет вообще калорий. Просто для переваривания такой пищи требуется больше энергии, чем дает сам продукт. В итоге задействуются жировые отложения, за счет чего человек худеет.

Для измерения ккал в продукте используется специальный калькулятор. Тут же действует конвертер, превращающий ккал в кдж и кг и обратно. Обозначение «ккал» и «кал» часто уравнивают, говоря просто калории. Тут главное не запутаться. Осуществлять пересчет измерения энергии лучше до того, как была куплена пища. Ведь она может быть либо полезной, либо плохой. В первом случае она будет сжигать жировые запасы в организме человека.

Сокращение потребления пустых продуктов приведет к тому, что человек откажется от разных соусов, майонезов, сахара, пирожных. Считать лучше, сколько калорий в хорошей еде. Сюда относится пища с отрицательными калориями. Но жидкие калории еще опаснее, чем твердые. Другими словами, для переработки газированной воды организмом энергия не затрачивается, значит, полученные калории сразу откладываются в жир. Мало того, после такого питья, хочется есть, что еще больше усугубляет ситуацию.

Не только газированная вода может существенно увеличить вес. Соки из пакетиков тоже этому способствуют, так как они содержат сахар, значит, жажду не утоляют, а большое количество сравнимо с потреблением крупного куска шоколадного торта.

Продукты, на которые требуется потратить больше энергии, чем они дают

Ниже приводится список продуктов, которые можно есть, не опасаясь за фигуру. Только к ним нельзя присовокуплять другую пищу, иначе все старания похудеть пойдут насмарку. Эта еда настолько безобидна, что ее можно есть перед сном, даже ночью:

• огурцы;
• кабачки;
• патиссоны;
• баклажаны;
• перец;
• сельдерей;
• капуста;
• тыквы;

• помидоры;
• спаржа;
• ревень;
• салат;
• редиска;
• зеленый лук;
• укроп;
• петрушка;
• шпинат;
• все специи, например, красный и черный перец, горчица.

Подводя итоги, стоит отметить, что для людей, желающих сбросить лишний вес и не набрать его заново, нужно отказаться от бесполезной пищи, которая является «пустышкой». Так как калории она дает, а вот пользы от нее никакой. Лучше есть овощи и фрукты зеленого цвета. К сожалению, арбуз и банан к этой категории не относятся. Поэтому ими злоупотреблять не стоит.