Kalória

Kalória  ( lat.  kalória  - hő, hő) [1] - a hőmennyiség  rendszeren kívüli egysége ; 1 gramm víz 19,5-ről 20,5 Celsius -fokra való felmelegítéséhez szükséges energia . Háromféle kalóriát határoznak meg és használnak fel, méretükben kissé eltérve. Az Orosz Föderációban mindhárom kalóriafajtát jóváhagyták rendszeren kívüli egységként, időkorlátozás nélkül, az „ipar” [2] hatókörével . Ugyanakkor a Nemzetközi Jogi Mérésügyi Szervezet(OIML) a kalóriát azon mértékegységek egyikeként említi, "amelyeket a lehető leghamarabb ki kell vonni a forgalomból ott, ahol jelenleg használják, és amelyet nem szabad bevezetni, ha nem használják" [3] . A "kalória" kifejezést elsőként Johann Wilke (1732-1796) svéd fizikus használta [4] .

Etimológia és történelem

Maga a szó a fr.  kalória , ami viszont a lat.  kalória jelentése "meleg". Korábban a „kis kalória” (amely a modern kalóriának felel meg) és a „nagy kalória” (amely a modern kilokalóriának felel meg) kifejezések is gyakoriak voltak [4] . A "nagy" kalóriát először Nicolas Clément-Desormes mutatta be a hőenergia egységeként 1819-1824-ben tartott előadásaiban [5] [6] . A "kis" kalóriát Pierre Antoine Favre vegyész és Johann T. Silbermann fizikus vezette be 1852-ben. 1879-ben Marcellin Berthelot különbséget tett a grammkalória (modern kalória) és a kilogramm-kalória (modern kilokalória) között [6] .

A kilogramm-kalória (kcal) táplálkozásra való használatát a Wesleyan Egyetem professzora , Wilbur Olin Atwater vezette be 1887-ben [5] .

A modern kalóriát (cal) először 1896-ban ismerték el CGS egységként [6] a már meglévő CGS energiaegység, az erg mellett (először Clausius javasolta ergon néven 1864-ben, és hivatalosan 1882-ben fogadták el).

Már 1928-ban komoly panaszok hangzottak el a kalóriatartalom két fő definíciójából adódó esetleges összetévesztés miatt, és felmerült a kérdés, hogy ésszerű-e ezek megkülönböztetésére nagybetűt használni [7] . A kalóriák használatát az 1948-as, kilencedik Általános Súly- és Mértékkonferencia hivatalosan elítélte [8] .

Definíciók

A kalória meghatározásának általános megközelítése a víz fajlagos hőkapacitásával kapcsolatos, és az, hogy a kalória az a hőmennyiség, amely 1  gramm víz 1  Celsius - fokkal történő felmelegítéséhez szükséges 101 325  Pa szabványos légköri nyomáson . Mivel azonban a víz hőkapacitása a hőmérséklettől függ, az így meghatározott kalória nagysága függ a fűtési körülményektől. A fentiekre tekintettel és történelmi természetű okokból a kalória többféle típusa keletkezett és létezik [2] , amelyek közül a leggyakrabban használtak:

Ez a három egység kevesebb, mint 0,07%-kal tér el egymástól, így a nagy pontosságot nem igénylő számításokban és mérésekben felcserélhetők.

0 fokos kalóriát, 20 fokos kalóriát, 25 fokos kalóriát, átlagos kalóriát is használtak. A Szovjetunióban 1934 és 1957 között 20 fokos kalóriát szabványosítottak és használtak, ami 0,02%-os pontossággal egyenlő az 1 gramm víz 19,5-ről 20,5 Celsius-fokra (4,181 J) történő felmelegítéséhez szükséges hőmennyiségre. [12] .

A nemzetközi kalóriát 1929-ben vezették be Londonban, a víz és gőz tulajdonságairól szóló 1. világkonferencián. Ezt a „nemzetközi” kilowattóra 1/ 861100-aként határozták meg [12] (amely a watt SI-ben történő újradefiniálása miatt eltér a modern definíciótól: 1 abszolút watt vagy SI watt körülbelül 1,00019-nek felel meg régi "nemzetközi" watt, amelyet 1909-től 1948-ig használtak).

Korábban a kalóriát széles körben használták az energia, a munka és a hő mérésére; A "fűtőérték" a tüzelőanyag égéshője volt . Jelenleg az SI rendszerre való áttérés ellenére a hő- és villamosenergia-iparban, fűtési rendszerekben, közművekben gyakran használják a hőenergia mennyiségének többszörös mértékegységét - gigakalóriát (Gcal) (10 9 kalória). A hőteljesítmény méréséhez Gcal / h (gigakalória per óra) származtatott mértékegységet használnak, amely jellemzi az egyik vagy másik berendezés által időegység alatt termelt vagy felhasznált hőmennyiséget.

Ezenkívül a kalóriát felhasználják az élelmiszerek energiaértékének („kalóriatartalmának”) becsléséhez. Az energiaértéket általában kilokalóriában (kcal) adják meg. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a dietetikában és más kapcsolódó felhasználási területeken a kilo- előtagot gyakran elhagyják, ha ez nem okozhat hibákat és következetlenségeket, vagyis egy kilokalóriányi energiaértéket egyszerűen kalóriának neveznek. Ez történelmi okokra vezethető vissza, mivel korábban a kis kalória és a nagy kalória kifejezéseket hivatalosan a kalóriára és a kilokalóriára használták [12] .

A megakalóriát (1 Mcal = 106 cal) és a terakalóriát (1 Tcal = 1012 cal ) is használják az energia mennyiségének mérésére .

Kapcsolat más egységekkel

Az alábbiak a szabványos nemzetközi kalóriát használják : 1 cal = 4,1868 J.

Kapcsolódó egységek

Frigoria

A hűtésben elfogadott hideg mértékegysége, számszerűen egy kilokalóriával egyenlő, ellenkező előjellel. Egy frigoria egyenlő mínusz egy kilokalóriával [13] .

Thermia

Hőegység, számszerűen 1 megakalóriának (10 6 kalóriának ) egyenlő [14] .

brit hőegység

A BTU (British Thermal Unit) a hőenergia mérésére használt mértékegység az angol nyelvű országokban. Meghatározása módszertanilag közel áll a kalóriához, de angolszász mértékegységeken alapul : 1 BTU egyenlő azzal az energiával, amely 1 font víz 1 Fahrenheit-fokkal történő felmelegítéséhez szükséges .

Kilotonna TNT

A TNT ekvivalens a robbanásveszélyes folyamatok energiafelszabadulásának mérésére szolgál. Tekintettel 1 gramm TNT (trinitrotoluol, TNT) és 1 kilokalória robbanásveszélyes bomlási energiájának majdnem pontos, százalékon belüli egybeesésére, feltételesen feltételezzük, hogy 1 kilotonna TNT energiaértékben 1 termokémiai terakalóriának felel meg (10 12 ). TX kalória ).

Kalória

Tápláló kilokalória grammonként
Szénhidrát 3.75
Mókusok 4 [15]
Zsírok 9
Etanol 7 [16]

A kalóriatartalom vagy az élelmiszer energiaértéke azt az energiamennyiséget jelenti, amelyet a szervezet kap, amikor teljesen felszívódik. Az élelmiszerek teljes energiaértékének meghatározásához kaloriméterben elégetik, és megmérik a környező vízfürdőbe felszabaduló hőt. Hasonló módon mérik az ember energiafogyasztását is: a kaloriméter zárt kamrájában megmérik az ember által kibocsátott hőt és „elégetett” kalóriákká alakítják – így megtudhatja az élelmiszerek élettani energiaértékét [ 17] . Hasonló módon meghatározhatja bármely személy életének és tevékenységének biztosításához szükséges energiát. A táblázat ezen tesztek empirikus eredményeit tükrözi, amelyből a csomagolásukon lévő termékek értékét számítják ki. A mesterséges zsírok (margarinok) és a tenger gyümölcseiből készült zsírok hatékonysága 4-8,5 kcal/g , így nagyjából megtudhatja, hogy a teljes zsírmennyiségben mi a részük.

Jegyzetek

  1. ↑ Idegen szavak szótára. - M .: " Orosz nyelv ", 1989. - 624 p. ISBN 5-200-00408-8
  2. ↑ 1 2 Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások. 2013. november 2-i archív másolat az Orosz Föderáció kormányának 2009. október 31-i 879. számú rendeletével jóváhagyott Wayback Machine -n.
  3. ↑ OIML nemzetközi dokumentum D2. Legalizált (hatóságilag engedélyezett) mértékegységek. B. függelék (hivatkozás nem elérhető) . Hozzáférés dátuma: 2013. október 14. Az eredetiből archiválva : 2013. október 14. 
  4. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Mennyiségek mértékegységei. Szótári hivatkozás. - M . : Szabványok Kiadója, 1990. - S. 56. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  5. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). „Az élelmiszer-energiaegységek története javasol megoldást a „kalóriazavarra”? . Táplálkozási folyóirat . 6 (44): 44. doi : 10.1186/1475-2891-6-44 . PMC2238749  _ _ PMID  18086303 .
  6. ↑ 1 2 3 JL Hargrove, "A táplálkozás kalóriatörténete", J Nutr 136/12 (2006. december), pp. 2957-2961.
  7. ↑ Marks, Percy L. (1928. január 14.). "A két kalória, Percy L. Marks" . természet . 121 (3037): 58. doi : 10.1038/ 121058d0 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2020-07-27 . Letöltve : 2019. november 9 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
  8. ↑ 9. CGPM, 3. felbontás: A víz hármas pontja; termodinamikai skála egyetlen fix ponttal; hőmennyiség egysége (joule). Archiválva : 2020. május 8. a Wayback Machine webhelyen , a bipm.org oldalon .
  9. ↑ 1 2 ISO 31-4 nemzetközi szabvány : Mennyiségek és mértékegységek, 4. rész: Hő. B. melléklet (tájékoztató jellegű): Egyéb tájékoztatásul megadott mértékegységek, különös tekintettel az átváltási tényezőre. Nemzetközi Szabványügyi Szervezet , 1992.
  10. ↑ Rossini, Fredrick (1964). „Kémiai termodinamikai kirándulás a múltból a jövőbe” . Tiszta és alkalmazott kémia . 8 (2): 107. doi : 10.1351/ pac196408020095 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2018-10-04 . Letöltve: 2013. január 21 . mind az IT-kalória, mind a termokémiai kalória teljesen független a víz hőkapacitásától. Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
  11. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, 1. kötet . - CRC Press, 1974. - P. 438. Archiválva : 2021. március 8. a Wayback Machine -nél
  12. ↑ 1 2 3 kalória // Olaszország - Kvarkush. - M  .: Szovjet Enciklopédia, 1973. - S. 229. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [30 kötetben]  / főszerkesztő A. M. Prohorov  ; 1969-1978, 11. v.).
  13. ↑ Sena L. A. Fizikai mennyiségek mértékegységei és méreteik. — M.: Nauka , 1977. — S. 159.
  14. ↑ Sena L. A. Fizikai mennyiségek mértékegységei és méreteik. — M.: Nauka , 1977. — S. 158.
  15. ↑ Hogyan számítják ki az élelmiszergyártók a csomagolt élelmiszerek kalóriaszámát?  (angol) , Scientific American . Archiválva : 2020. május 24. Letöltve: 2020. május 23.
  16. ↑ Kalória - zsír, fehérje, szénhidrát, alkohol. Kalória grammonként . Letöltve: 2020. május 23. Az eredetiből archiválva : 2020. május 31.
  17. ↑ Mivel az élő szervezetben az anyagcsere nem képes abszolút oxidációra, a második mutató bizonyos arányban mindig kisebb, mint az első, ami az anyagcsere hatékonyságát tükrözi.

Irodalom

  • Chemical Encyclopedia, ISBN 5-85270-008-8

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák