Calorie - Școala de chimie

calorie

calorie (lat. calor "Căldură"; Simbolul unității cal) este o măsură depășită a energiei, în special cantitatea de căldură Î, cu mai multe definiții ușor diferite. Încă din 1948, cea de-a 9-a Conferință generală privind greutățile și măsurile de la Paris a abolit caloria ca unitate de căldură în favoarea unității de joule. O calorie corespunde la aproximativ 4.185 jouli, dar datorită definițiilor diferite ale caloriilor există valori ușor diferite. În Germania, utilizarea joulilor ca unitate internațională de energie SI a fost o cerință legală din 1969. Conform celei mai recente linii directoare din 2010, în circulația mărfurilor în UE, pe lângă informațiile în juli ca unitate de energie, sunt permise și informații suplimentare în unitatea de calorii. În cazul alimentelor, aceste informații suplimentare pot fi furnizate numai în kilocalorii (kcal).

utilizare

Cuvântul „calorie” se poate referi la o calorie (1 cal) sau o kilocalorie (1 kcal) și este, prin urmare, imprecis. Ambele utilizări erau și sunt în uz. Pentru a diferenția, se vorbește uneori de „gram calorie” și „kilogram calorie” sau „calorie mică” și „calorie mare”, care se referă la încălzirea unui gram sau a unui kilogram de apă cu un grad Celsius. În practică, totuși, denumirea „kilocalorie” este clară pentru 1000 de grame de calorii, analog cu prefixele pentru unitățile SI.

Utilizare în fizică

În fizică, după introducerea sistemului CGS, caloriile au fost în general înțelese ca gram calorii. Deși cantitatea de căldură ar putea fi exprimată de unitatea de energie CGS, erg și, de asemenea, de joul din sistemul electromagnetic practic paralel (bazat pe ohmi și volți), a existat adesea dorința de a păstra o unitate specială de cantitate de căldură, care se află pe capacitatea termică specifică a apei. Apa a jucat deja un rol decisiv în decizia în favoarea sistemului CGS și împotriva unui sistem cu metri în loc de centimetri ca unitate de bază de lungime, deoarece densitatea sa în unitățile de bază este astfel aproximativ 1. [1] În jurul anului 1900 a fost inițial neclar care ar fi numele și definiția exactă a unei astfel de unități, în special întrebarea dacă ar trebui să fie derivată dintr-o valoare numerică fixă din joule sau erg sau definită prin propria specificație de măsurare. [2] [3]

Standardizările ulterioare ale caloriilor au luat întotdeauna acest gram de calorii ca bază și au definit o valoare numerică fixă pentru conversia din alte unități; au existat și definiții bazate pe măsurare. Utilizarea uniformă a încetat să mai existe înainte ca caloria să fie înlocuită din ce în ce mai mult de joule.

Utilizați ca informație nutrițională

În special, conținutul de energie sau puterea calorică a alimentelor este adesea dat în kilocalorii, în plus față de specificațiile din kilojoule; Din 1990, directiva UE privind etichetarea nutrițională prevede informații atât în kJ, cât și în kcal. [4] Pe de altă parte, în economia și sănătatea publică a UE, unitățile SI trebuie utilizate întotdeauna; acestea trebuie evidențiate în raport cu alte unități specificate suplimentar. În special, informațiile din kcal nu trebuie setate cu caractere mai mari. [5]

Începând cu 1 ianuarie 2010, puterea calorică a unui aliment în UE trebuie standardizată în kJ legată de o anumită cantitate - de ex. B. în kJ/100 g - specificarea suplimentară a puterii calorice în kcal este permisă fără limită de timp. Un termen pentru abolirea utilizării suplimentare a kcal ca unitate în circulația produselor alimentare a fost stabilit inițial la începutul anului 1990 și apoi extins la începutul anului 2000; [6] ultima prelungire până la sfârșitul anului 2009 și eliminarea completă a termenului sunt justificate de barierele comerciale la exportul în țări terțe. [7] [8] De la începutul anului 1978 (sfârșitul perioadei de tranziție a directivei precedente [9]) până la sfârșitul lunii septembrie 1981 (intrarea în vigoare a directivei anterioare [5]), utilizarea caloriilor nu a fost permisă în UE.

În mod colocvial, informațiile nutriționale din kilocalorii sunt adesea denumite pur și simplu „calorii”. În SUA, când vine vorba de informații nutriționale, numele este calorie pentru kilocalorii, de asemenea, permise oficial. [10]

Definiții

În principiu, toate definițiile caloriilor se referă la cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 gram sau 1 kilogram de apă cu 1 Kelvin, adică capacitatea de căldură specifică a apei. Cu toate acestea, această valoare depinde în mod clar de temperatură; depinde și de presiunea ambiantă și de tipul de apă utilizată (puritate chimică, compoziție izotopică).

Apa lichidă are o capacitate termică specifică minimă la aproximativ 30-50 ° C de puțin sub 4,18 kJ/(kg · K), la 0 ° C și 100 ° C este în jur de 4,22 kJ/(kg · K) ). [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] În consecință, există diferite definiții ale caloriilor. Unele dintre ele definesc doar regula de măsurare cu ajutorul căreia o valoare poate fi determinată cu o anumită precizie de măsurare; alții definesc un factor de conversie exact la alte unități.

La începutul (mijlocul secolului al XIX-lea) era obișnuită o referire la încălzirea apei de la 0 ° C la 1 ° C, adică o valoare foarte mare de aproximativ 4,22 kJ per kilogram de calorii; Ulterior s-a discutat despre standardizarea gramului de calorii la exact 42 de milioane de erg, corespunzând la 4,2 J. [10]

La fel ca predecesorul său ISO 31-4, standardul internațional ISO 80000-5 enumeră 3 definiții ale caloriilor (gram) din apendicele B, dar dezaprobă utilizarea lor:

Alte definiții comune se referă la capacitatea de căldură specifică a apei la 4 ° C (densitate maximă; aprox. 4,204 J) sau 20 ° C (temperatura de referință pentru alimentele lichide din UE; [23] aproximativ 4,182 J); alte puncte de referință din gama temperaturilor tipice de laborator au fost, de asemenea, frecvente.

Uniunea Internațională pentru Științe Nutritive (IUNS) a decis o valoare de exact 4.182 J. [21]