Calorie - Școala de fizică

Arborele genealogic al Căii Lactee

Control complet integrat al nanodiamantelor

Un pic mai aproape de soare

Distanțe față de stele

Ceea ce face strălucirea stelelor

Stradă cu sens unic pentru electroni

Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr

Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani

Sănătos pentru Marte

calorie

calorie (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 4,1868 jouli (1 kcal = 4,1868 kJ) și un joule aproximativ 0,239 calorii. Cu toate acestea, datorită definițiilor diferite ale caloriilor, există valori ușor diferite. În Germania, utilizarea joulilor ca unitate internațională de energie SI a fost cerută de lege pentru informații oficiale și tranzacții comerciale 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 împreună cu unitatea în conformitate cu Ordonanța privind informațiile alimentare (LMIV) Kilocalorie (kcal) și între paranteze după unitatea SI kilojoule (kJ), după cum arată următorul exemplu: Valoare calorică 210 kJ/100 g (50 kcal/100 g).

Originea cuvântului

Cuvântul provine din franceză: Calorie, din care derivă simbolul unității. Este derivat din latină calor (Căldură). [1]

Definiții

În principiu, toate definițiile caloriilor se referă la cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi o anumită masă de apă, 1 gram sau 1 kilogram, cu 1 Kelvin, adică capacitatea termică 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) ). [2] 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. [3]

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 specifică de căldură a apei la 4 ° C (densitate maximă; aprox. 4,204 J) sau 20 ° C (temperatura de referință pentru alimentele lichide din UE; [9] 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. [7]

utilizare

Cuvântul „calorie” se poate referi la o calorie (1 cal) sau, pe scurt, incorect, la o kilocalorie (1 kcal). Ambele utilizări apar în limbajul colocvial și în științele vieții. 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.

În trecut, producția sobelor sau a sistemelor de încălzire nu era dată în wați, ci în kcal/h.

Utilizare în fizică

În fizică, după introducerea sistemului CGS, caloriile sunt clar definite 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. [10] 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 joul sau erg sau definită prin propria specificație de măsurare. [11] [12]

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

Valoarea calorifică fiziologică a alimentelor în special este dată adesea în kilocalorii, în plus față de kilojoule; Din 1990, directiva UE privind etichetarea nutrițională prevede informații atât în kJ, cât și în kcal. [13] Pe de altă parte, unitățile SI trebuie utilizate întotdeauna în afacerile UE și în sănătatea publică; acestea trebuie evidențiate în raport cu alte unități specificate suplimentar. În special, informațiile din kcal nu trebuie setate cu caractere mai mari. [14]

Începând cu 1 ianuarie 2010, puterea calorică a unui aliment în UE trebuie standardizată în kJ legată de o anumită cantitate - e. B. în kJ/100 g - specificația 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; [15] ultima prelungire până la sfârșitul anului 2009 și abolirea completă a termenului sunt justificate de barierele comerciale la exportul în țări terțe. [16] [17] De la începutul anului 1978 (sfârșitul perioadei de tranziție a directivei precedente [18]) până la sfârșitul lunii septembrie 1981 (intrarea în vigoare a directivei anterioare [14]), utilizarea caloriilor nu a fost permisă în UE.

În mod colocvial, informațiile nutriționale din kilocalorii sunt deseori denumite incorect „calorii”. În SUA, când vine vorba de informații nutriționale, numele este Calorie pentru kilocalorii, de asemenea, permise oficial. [3]

Alocația zilnică recomandată pentru adulți variază în funcție de sex și vârstă. În medie, este în jur de 8-13 MJ (2-3 Mcal/2.000-3.000 kilocalorii), în timp ce sportivii activi de înaltă performanță pot avea nevoie cu ușurință de două ori mai mult. [19]

Ordonanța austriacă privind munca grea definește munca fizică grea și altele asemenea. A. deci dacă cel puțin 8.374 kilojoule (2.000 kilocalorii) sunt consumate de bărbați și cel puțin 5.862 kilojoule (1.400 kilocalorii) sunt consumate de femei pe parcursul unei perioade de lucru de opt ore (Secțiunea 1 (1) (4) Ordonanța privind munca grea).