Сколько в одном калории г
Содержание статьи
Что такое гигакалория тепловой энергии
Каждый, хотя бы косвенно, но знаком с таким понятием как «калория». Что это и для чего она нужна? Что именно она обозначает? Такие вопросы возникают, особенно, если нужно её увеличить до килокалорий, мегакалорий или гигакалорий, или перевести в другие величины, например Гкал в кВт.
Что собой представляет калория
Калория не входит в международную систему измерений метрических величин, однако это понятие широко используется для обозначения количества выделенной энергии. Она указывает, сколько энергии должно быть затрачено на обогрев 1 г воды так, чтобы данный объём увеличил температуру на 1 °C в стандартных условиях.
Существует 3 общепринятых обозначения, каждое из которых используют в зависимости от области:
- Международное значение калории, которое равняется 4,1868 Дж (Джоуль), и обозначается как «кал» в Российской Федерации и cal — в мире;
- В термохимии — относительная величина, примерно равная 4,1840 Дж с российским обозначением калтх и всемирным — calth;
- 15-градусный показатель калории, равный приблизительно 4,1855 Дж, который в России известен как «кал15», а в мире — cal15.
Изначально калорию использовали для нахождения количество теплоты, выделенной при выработке энергии топлива. Впоследствии данную величину стали использовать для вычисления количества энергии, затраченной спортсменом при выполнении любой физической нагрузки, поскольку при данных действиях применимы те же физические законы.
Поскольку для выделения тепла необходимо топливо, то по аналогии с теплоэнергетикой в простой жизни для выработки энергии организмом также необходима «заправка» — пища, которую люди принимают регулярно.
Человек получает определённое количество калорий, в зависимости от того, какой продукт употребил.
Чем больше калорий в виде пищи человек получил, тем больше он получает энергии для занятий спортом. Однако не всегда люди потребляют количество калорий, которое необходимо для поддержания жизненных процессов организма в норме и выполнения физической нагрузки. В результате чего одни худеют (при дефиците калорий), а другие — набирают вес.
Калорийность — это количество энергии, полученной человеком в результате поглощения того или иного продукта
На основе этой теории построено множество принципов диет и правил здорового питания. Оптимальное количество энергии и макронутриентов, которые необходимы человеку в день, можно рассчитать в соответствии с формулами известных диетологов (Харрис-Бенедикт, Миффлин-Сан Жеор), используя стандартные параметры:
- Возраст;
- Рост;
- Вес;
- Пример суточной активности;
- Образ жизни.
Эти данные можно использовать изменяя их под себя — для безболезненного похудения достаточно создать дефицит в 15-20% от суточной калорийности, а для здорового набора массы — аналогичный профицит.
Что такое Гигакалория, и сколько в ней калорий
Понятие Гигакалории наиболее часто встречается в документах области теплоэнергетики. Данную величину можно встретить в квитанциях, извещениях, платежах за отопление и горячую воду.
Она обозначает то же самое, что и калория, но в большем объёме, о чем свидетельствует приставка «Гига». Гкал определяет, что исходную величину умножили на 109. Говоря простым языком: в 1 Гигакалории — 1 миллиард калорий.
Как и калория, Гигакалория не относится к метрической системе физических величин.
В таблице ниже для примера приведено сравнение величин:
Приставка | Количество калорий |
ккал (килокалория) | 1 000 |
Мкал (мегакалория) | 1 000 000 |
Гкал (гигакалория) | 1 000 000 000 |
Необходимость использования Гкал обусловлена тем, что при нагреве объёма воды, нужного для обогрева и бытовых нужд населения даже 1 жилого дома выделяется колоссальное количество энергии. Писать числа, обозначающие её в документах, в формате калорий слишком долго и неудобно.
Такую величину, как гигакалорию, можно встретить в платёжных документах за отопление
Можно представить, сколько энергии затрачивается во время отопительного сезона в промышленных масштабах: при отоплении 1 квартала, района, города, страны.
Гкал и Гкал/ч: в чём разница
При необходимости расчёта оплаты потребителем услуг государственной теплоэнергетики (отопление дома, горячая вода) используется такая величина как Гкал/ч. Она обозначает привязку ко времени — сколько Гигакалорий расходуется при обогреве за данный промежуток времени. Иногда её также заменяют Гкал/м3 (сколько энергии нужно для передачи тепла кубическому метру воды).
Величину Гкал/ч можно рассчитать самостоятельно, используя данную формулу:
Q=V*(T1 — T2)/1000, где
- Q — количество тепловой энергии;
- V — объём потребления жидкости в кубических метрах/тоннах;
- T1 — температура поступаемой горячей жидкости, которая измеряется в градусах по Цельсию;
- T2 — температура поступаемой холодной жидкости по аналогии с предыдущим показателем;
- 1000 — вспомогательный коэффициент, который упрощает подсчёты, избавляя от чисел в десятом разряде (автоматически переводит ккал в Гкал).
Данную формулу часто используют для построения принципа работы тепловых счётчиков на частных квартирах, домах или предприятиях. Данная мера необходима при резком росте стоимости данной коммунальной услуги особенно, когда подсчёты обобщаются из расчёта на площадь/объём помещения, которое нагревают.
В случае, если в помещении установлена система закрытого типа (горячая жидкость заливается в неё единоразово без дополнительного поступления воды), формулу модифицируют:
Q= (( V1* (T1 — T2)) — (V2* (T2 — T)))/ 1000, где
- Q — количество тепловой энергии;
- V1 — объём расходуемого теплового вещества (вода/газ) в трубопроводе, по которому оно поступает в систему;
- V2 — объём теплового вещества в трубопроводе, по которому оно возвращается обратно;
- T1 — температура в градусах Цельсия в трубопроводе на входе;
- T2 — температура в градусах Целься в трубопроводе на выходе;
- T — температура холодной воды;
- 1000 — вспомогательный коэффициент.
Данная формула основана на разности величин на входе и выходе теплоносителя в помещении.
В зависимости от использования того или иного источника энергии, а также — типа теплового вещества (вода, газ), применяют также альтернативные формулы расчётов:
- Q= (( V1* (T1 — T2)) + (V1 — V2)*( T2 — T))/1000
- Q= (( V2* (T1 — T2)) + (V1 — V2)*(T1 — T))/1000
Кроме того, формула меняется, если в систему включены электрические устройства (например полы с подогревом).
Как рассчитываются Гкал на горячую воды и отопление
Отопление рассчитывается по формулам, аналогичным формулам нахождения величины Гкал/ч.
Примерная формула подсчёта оплаты за тёплую воду в жилых помещениях:
P i гв = Vi гв * T х гв + (V v кр * Vi гв / ∑ Vi гв * T v кр)
Используемые величины:
- P i гв — искомая величина;
- V i гв — объём потребления горячей воды за определённый временной промежуток;
- T х гв — установленная тарифная плата за горячее водоснабжение;
- V v гв — объём затраченной энергии компанией, которая занимается её подогревом и поставкой в жилое/нежилое помещение;
- ∑ V i гв — сумма потребления тёплой воды во всех помещениях дома, в котором производится расчет;
- T v гв — тарифная плата за тепловую энергию.
В данной формуле не учитывается показатель атмосферного давления, поскольку он не существенно влияет на конечную искомую величину.
Формула приблизительная и не подходит для самостоятельного расчёта без предварительной консультации. Перед её использованием необходимо обратиться к местным коммунальным службам для уточнения и корректировки — возможно, они пользуются другими параметрами и формулами для расчёта.
Расчёт размера платы за отопление является очень важным, так как зачастую внушительные суммы не оправданы
Результат расчётов зависит не только от относительных температурных величин — на него напрямую влияют установленные правительством тарифы на потребление горячего водоснабжения и отопления помещений.
Вычислительный процесс значительно упрощается, если установить отопительный счётчик на квартиру, подъезд или жилой дом.
Стоит учитывать, что даже самые точные счётчики могут допускать погрешность при вычислениях. Также её можно определить по формуле:
E = 100 *((V1 — V2)/(V1 + V2))
В представленной формуле используются следующие показатели:
- E — погрешность;
- V1 — объём потребляемого горячего водоснабжения при поступлении;
- V2 — потребляемая горячая вода на выходе;
- 100 — вспомогательный коэффициент, преобразующий результат в проценты.
В соответствии с требованиями, средняя величина погрешности расчётного прибора составляет около 1 %, а максимально допустимая — 2 %.
Видео: пример расчёта платы за отопление
Как перевести Гкал в кВт/ч и Гкал/ч в кВт
На различных устройствах сферы теплоэнергетики указывают различные метрические величины. Так, на отопительных котлах и обогревателях чаще указывают киловатт и киловатт в час. На счётных приборах (счётчиках) чаще встречаются Гкал. Разница в величинах мешает правильному расчёту искомой величины по формуле.
Чтобы облегчить расчётный процесс, необходимо научиться переводить одну величину в другую и наоборот. Поскольку величины имеют постоянное значение, то это несложно — 1 Гкал/ч равен 1162,7907 кВт.
Если величина представлена в мегаваттах, её можно перевести обратно в Гкал/ч, умножив на постоянное значение 0,85984.
Ниже представлены вспомогательные таблицы, позволяющие быстро переводить величины из одной в другую:
Гкал | кВт/ч |
1 | 1163 |
2 | 2326 |
3 | 3489 |
4 | 4652 |
5 | 5815 |
10 | 11630 |
15 | 17445 |
20 | 23260 |
Таблица обратная предыдущей:
кВт | Гкал/ч |
1 000 | 0,85984 |
5 000 | 4,29922 |
10 000 | 8,5984 |
30 000 | 25,795 |
50 000 | 42,992 |
100 000 | 85,984 |
500 000 | 429,9226 |
1 000 000 | 859,8452 |
Использование данных таблиц значительно упростит процесс расчёта стоимости тепловой энергии. Кроме того, для упрощения действий, можно воспользоваться одним из предложенных в сети Интернет онлайн-конвертеров, преобразующих физические величины одна в другую.
Самостоятельный расчёт потребляемой энергии в Гигакалориях позволит владельцу жилого/нежилого помещения контролировать стоимость коммунальных услуг, а также — работу коммунальных служб. С помощью проведения простых подсчётов появляется возможность сверить результаты с аналогичными в получаемых платёжных квитанциях и обратиться в соответствующие органы в случае разности показателей.
- Автор: admin
- Распечатать
Оцените статью:
(10 голосов, среднее: 3.7 из 5)
Источник
1 1 * 10-6 1 1 000 000 : | |||||||||||||||||
. . | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
|
|
| ||||||||
|
| ||||||||
! ? ? |
, |
Источник
Калория
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 мая 2019; проверки требуют 20 правок.
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 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 1 2 3 JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957-2961.
- ↑ 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.
- ↑ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a fixed point; unit of quantity of heat (joule)., bipm.org.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. — CRC Press, 1974. — P. 438.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 159.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 158.
- ↑ How Do Food Manufacturers Calculate the Calorie Count of Packaged Foods? (англ.), Scientific American.
- ↑ Calories — Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram.
- ↑ 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