Calorie

Calorie  ( lat.  calorie  - căldură, căldură) [1]  - unitate off-system a cantității de căldură ; energia necesară pentru a încălzi 1 gram de apă de la 19,5 la 20,5 grade Celsius . Sunt definite și utilizate trei soiuri de calorii, care diferă ușor în mărime. În Federația Rusă , toate cele trei tipuri de calorii sunt aprobate pentru a fi utilizate ca unități în afara sistemului, fără limită de timp, în scopul „industriei” [2] . Totodată, Organizația Internațională de Metrologie Legală(OIML) se referă la calorie ca fiind una dintre acele unități de măsură „care ar trebui retrase din circulație cât mai curând posibil acolo unde sunt utilizate în prezent și care nu ar trebui introduse dacă nu sunt folosite” [3] . Primul care a folosit termenul de „calorie” a fost fizicianul suedez Johann Wilke (1732-1796) [4] .

Etimologie și istorie

Cuvântul în sine provine de la fr.  calorie , care, la rândul său, provine din lat.  calori care înseamnă „căldură”. Anterior, termenii „calorie mică” (corespunzătoare caloriei moderne) și „calorie mare” (corespunzător kilocaloriei moderne) erau de asemenea comune [4] . Caloria „mare” a fost introdusă pentru prima dată de Nicolas Clément-Desormes ca unitate de energie termică în cursuri în 1819-1824 [5] [6] . „Mica” calorie a fost introdusă de chimistul Pierre Antoine Favre și de fizicianul Johann T. Silbermann în 1852. În 1879, Marcellin Berthelot a făcut distincția între gram-calorie (calorie modernă) și kilogram-calorie (kilocalorie modernă) [6] .

Utilizarea kilogramului-calorii (kcal) pentru nutriție a fost introdusă de profesorul de la Universitatea Wesleyan Wilbur Olin Atwater în 1887 [5] .

Caloria modernă (cal) a fost recunoscută pentru prima dată ca unitate CGS în 1896 [6] împreună cu unitatea de energie CGS deja existentă, erg (propus pentru prima dată de Clausius în 1864 sub numele de ergon și adoptat oficial în 1882).

Încă din 1928, au existat plângeri serioase cu privire la posibila confuzie care decurgea din cele două definiții principale ale conținutului de calorii și s-a pus întrebarea dacă era rezonabil să se folosească o majusculă pentru a face distincția între ele [7] . Utilizarea caloriilor a fost condamnată oficial de a noua Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri din 1948 [8] .

Definiții

Abordarea generală a definirii unei calorii este legată de capacitatea termică specifică a apei și este că o calorie este definită ca cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1  gram de apă cu 1  grad Celsius la o presiune atmosferică standard de 101.325  Pa . Cu toate acestea, deoarece capacitatea termică a apei depinde de temperatură, mărimea caloriilor determinate în acest fel depinde de condițiile de încălzire. Având în vedere cele de mai sus și din motive de natură istorică, au apărut și există mai multe tipuri diferite de calorii [2] , dintre care cele mai frecvent utilizate sunt:

Aceste trei unități diferă cu mai puțin de 0,07%, astfel încât sunt interschimbabile în calcule și măsurători care nu necesită o precizie ridicată.

Au fost de asemenea folosite 0 grade calorii, 20 de grade calorii, 25 de grade calorii, calorii medii. În special, în URSS din 1934 până în 1957, a fost standardizată și utilizată o calorie de 20 de grade, egală cu precizia de 0,02% la cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 gram de apă de la 19,5 la 20,5 grade Celsius (4,181 J). [12] .

Caloria internațională a fost introdusă în 1929 la Londra, la prima Conferință Mondială asupra proprietăților apei și aburului. A fost definit ca 1/861100 dintr-un kilowatt-oră „internațional” [12] (care diferă de definiția modernă datorită redefinirii watului în SI: 1 watt absolut, sau SI watt, este aproximativ egal cu 1,00019 din vechiul wat „internațional” folosit între 1909 și 1948).

Anterior, caloriile erau utilizate pe scară largă pentru a măsura energia, munca și căldura; „puterea calorică” era căldura de ardere a combustibilului. În prezent, în ciuda trecerii la sistemul SI , în industria de căldură și energie electrică, sisteme de încălzire, utilități, este adesea folosită o unitate multiplă de măsurare a cantității de energie termică - gigacalorie (Gcal) (10 9 calorii). Pentru a măsura puterea termică , se utilizează o unitate derivată de Gcal/ h (gigacalorie pe oră), care caracterizează cantitatea de căldură produsă sau utilizată de unul sau altul echipament pe unitatea de timp.

În plus, caloriile sunt utilizate în estimările valorii energetice („conținutul de calorii”) a alimentelor. De obicei, valoarea energetică este indicată în kilocalorii (kcal). Trebuie avut în vedere faptul că în dietetică și în alte domenii de utilizare conexe, prefixul kilo- este adesea omis dacă acest lucru nu poate provoca erori și inconsecvențe, adică o kilocalorie de valoare energetică se numește pur și simplu calorie. Acest lucru se datorează unor motive istorice, deoarece mai devreme termenii calorie mică și calorie mare erau utilizați oficial pentru calorie și kilocalorie [12] .

Megacaloriile (1 Mcal = 106 cal) și teracaloriile (1 Tcal = 1012 cal ) sunt de asemenea folosite pentru a măsura cantitatea de energie .

Relația cu alte unități

Următoarele utilizează caloriile internaționale standard : 1 cal = 4,1868 J.

Unități înrudite

Frigoria

O unitate de măsură a frigului acceptată în refrigerare, egală numeric cu o kilocalorie, luată cu semnul opus. O frigorie este egală cu minus o kilocalorie [13] .

Thermia

O unitate de căldură, numeric egală cu 1 megacalorie (10 6 calorii) [14] .

Unitate termică britanică

BTU (British Thermal Unit) este unitatea folosită pentru măsurarea energiei termice în țările vorbitoare de limbă engleză. Definiția sa este apropiată metodologic de cea a unei calorii, dar se bazează pe unități imperiale : 1 BTU este egal cu energia necesară pentru a încălzi 1 liră de apă cu 1 grad Fahrenheit .

Kilotone de TNT

Echivalentul TNT este utilizat pentru a măsura eliberarea de energie a proceselor explozive. Având în vedere coincidența aproape exactă, în procente, a energiei de descompunere explozivă a 1 gram de TNT (trinitrotoluen, TNT) și 1 kilocalorie, se presupune în mod condiționat că 1 kilotonă de TNT în termeni energetici corespunde unei teracalorii termochimice (10 12 ). calorii de TX ).

Calorii

Nutrient kilocalorii pe gram
Carbohidrați 3,75
Veverițe 4 [15]
Grasimi 9
Etanol 7 [16]

Conținutul caloric, sau valoarea energetică a alimentelor, se referă la cantitatea de energie pe care o primește organismul atunci când este complet absorbită. Pentru a determina valoarea energetică totală a alimentelor, se arde într-un calorimetru și se măsoară căldura degajată în baia de apă din jur. Consumul de energie al unei persoane este măsurat într-un mod similar: în camera etanșă a calorimetrului , căldura emisă de o persoană este măsurată și convertită în calorii „arse” - în acest fel puteți afla valoarea energetică fiziologică a alimentelor [ 17] . În mod similar, puteți determina energia necesară pentru a asigura viața și activitatea oricărei persoane. Tabelul reflectă rezultatele empirice ale acestor teste, din care se calculează valoarea produselor de pe ambalajele lor. Grăsimile artificiale (margarine) și grăsimile din fructe de mare au o eficiență de 4-8,5 kcal/g , așa că puteți afla aproximativ ponderea lor în cantitatea totală de grăsime.

Note

  1. ↑ Dicționar de cuvinte străine. - M .: „ Limba rusă ”, 1989. - 624 p. ISBN 5-200-00408-8
  2. ↑ 1 2 Reglementări privind unitățile de cantități permise pentru utilizare în Federația Rusă. Copie de arhivă din 2 noiembrie 2013 pe Wayback Machine , aprobată prin Decretul Guvernului Federației Ruse din 31 octombrie 2009 nr. 879.
  3. ↑ Documentul internațional OIML D2. Unități de măsură legalizate (aprobate oficial pentru utilizare). Anexa B (link nu este disponibil) . Data accesului: 14 octombrie 2013. Arhivat din original pe 14 octombrie 2013. 
  4. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Unități de mărime. Dicţionar de referinţă. - M . : Editura de standarde, 1990. - S. 56. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  5. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). „Istoria unităților energetice alimentare sugerează o soluție la „confuzia de calorii”?” . Jurnalul de nutriție . 6 (44): 44. doi : 10.1186/1475-2891-6-44 . PMC2238749  . _ PMID  18086303 .
  6. ↑ 1 2 3 JL Hargrove, „Istoria caloriei în nutriție”, J Nutr 136/12 (decembrie 2006), pp. 2957-2961.
  7. ↑ Marks, Percy L. (14 ianuarie 1928). „Cele două calorii, Percy L. Marks” . natura . 121 (3037): 58. doi : 10.1038/ 121058d0 . Arhivat din original pe 27.07.2020 . Extras 9 noiembrie 2019 . Parametrul depreciat folosit |deadlink=( ajutor )
  8. ↑ a 9-a CGPM, Rezoluția 3: Punct triplu al apei; scară termodinamică cu un singur punct fix; unitate de măsură a cantității de căldură (joule). Arhivat pe 8 mai 2020 la Wayback Machine , bipm.org .
  9. ↑ 1 2 Standardul internațional ISO 31-4 : Cantități și unități, Partea 4: Căldură. Anexa B (informativă): Alte unități date cu titlu informativ, în special în ceea ce privește factorul de conversie. Organizația Internațională pentru Standardizare , 1992.
  10. ↑ Rossini, Fredrick (1964). „Excursie în termodinamică chimică, din trecut în viitor” . Chimie pură și aplicată . 8 (2):107 . doi : 10.1351/ pac196408020095 . Arhivat din original pe 04.10.2018 . Recuperat la 21 ianuarie 2013 . atât caloria IT cât și caloria termochimică sunt complet independente de capacitatea termică a apei. Parametrul depreciat folosit |deadlink=( ajutor )
  11. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volumul 1 . - CRC Press, 1974. - P. 438. Arhivat 8 martie 2021 la Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 Calorie // Italia - Kvarkush. - M  .: Enciclopedia Sovietică, 1973. - S. 229. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 11).
  13. ↑ Sena L. A. Unități de mărimi fizice și dimensiunile acestora. — M.: Nauka , 1977. — S. 159.
  14. ↑ Sena L. A. Unități de mărimi fizice și dimensiunile acestora. — M.: Nauka , 1977. — S. 158.
  15. ↑ Cum calculează producătorii de alimente numărul de calorii din alimentele ambalate?  (engleză) , Scientific American . Arhivat 24 mai 2020. Preluat la 23 mai 2020.
  16. ↑ Calorii - Grăsimi, Proteine, Carbohidrați, Alcool. Calorii pe gram . Preluat la 23 mai 2020. Arhivat din original la 31 mai 2020.
  17. ↑ Deoarece metabolismul într-un organism viu nu este capabil de oxidare absolută, al doilea indicator este întotdeauna mai mic decât primul într-o anumită proporție, reflectând eficiența metabolismului.

Literatură

  • Enciclopedia chimică, ISBN 5-85270-008-8

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii