Калория

Кало́рия ( — тепло, жар)Словарь иностранных слов. — М.: «Русский язык», 1989. — 624 с. ISBN 5-200-00408-8 — 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»Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879.. 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». Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732—1796).

Этимология и история Само слово происходит от , которое, в свою очередь, происходит от , означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории). «Большая» калория была впервые представлена Николя Клеман-Дезормом как единица тепловой энергии в лекциях в 1819—1824 годахJL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957—2961.. «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)).

Использование килограмма-калории (ккал) для питания было представлено профессором Уэслианского университета Уилбуром Олином Этуотером в 1887 году.

Современная калория (кал) была впервые признана единицей системы СГС в 1896 году 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. Использование калорий было официально осуждено девятой Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule). , bipm.org..

Определения 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 . 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 несколько различных видов калории, среди которых наиболее часто используются:

Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точноInternational Standard ISO 31-4: Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.. Калория термохимическая (русское обозначение: калТХ; международное: calth), 1 калТХ = 4,1840 Дж точно . Калория 15-градусная (русское обозначение: кал15; международное: cal15), 1 кал15 ≈ 4,1855 Дж. Эти три единицы различаются менее чем на 0,07 %, поэтому они взаимозаменяемы в расчётах и измерениях, не предполагающих высокой точности.

Использовались также 0-градусная калория, 20-градусная калория, 25-градусная калория, средняя калория. В частности, в СССР с 1934 по 1957 годы была стандартизована и применялась 20-градусная калория, равная с точностью до 0,02 % количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 грамма воды с 19,5 до 20,5 градусов Цельсия (4,181 Дж).

Международная калория была введена в 1929 году в Лондоне на 1-й Мировой конференции по свойствам воды и пара. Она была определена как 1/861100 часть «международного» киловатт-часа (который отличается от современного определения вследствие переопределения ватта в СИ: 1 абсолютный ватт, или ватт СИ, примерно равен 1,00019 старого «международного» ватта, использовавшегося с 1909 по 1948 годы).

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). Следует учитывать, что в диетологии и других близких сферах использования префикс кило- часто опускают, если это не может вызвать ошибок и разночтений, то есть килокалорию энергетической ценности называют просто калорией. Это обусловлено историческими причинами, поскольку прежде для калории и килокалории официально использовались термины малая калория и большая калория.

Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 106 кал) и теракалория (1 Ткал = 1012 кал).

Связь с другими единицами Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж.

1 Дж ≈ 0,2388458966 кал. 1 кал/ч = 0,001163 Вт 1 калТХ/ч = 0,00116(2) Вт 1 кал/г = 4,1868 Дж/г 1 калТХ/г = 4,184 Дж/г 1 кал/т = 4,1868 Дж/т 1 калТХ/т = 4,184 Дж/т 1 кал/м³ = 4,1868 Дж/м³ 1 калТХ/м³ = 4,184 Дж/м³ 1 кал/(г·℃) = 4,1868 Дж/(г·℃) 1 кал/(т·℃) = 4,1868 Дж/(т·℃) 1 кал/(г·℉) = 4,1868 Дж/(г·℉) 1 кал/(т·℉) = 4,1868 Дж/(т·℉) 1 кал/(г·K) = 4,1868 Дж/(г·K) 1 кал/(т·K) = 4,1868 Дж/(т·K) 1 кал/м² = 4,1868 Дж/м² 1 кал/а = 4,1868 Дж/а 1 калТХ/(г·℃) = 4,184 Дж/(г·℃) 1 калТХ/(т·℃) = 4,184 Дж/(т·℃) 1 калТХ/(г·℉) = 4,184 Дж/(г·℉) 1 калТХ/(т·℉) = 4,184 Дж/(т·℉) 1 калТХ/(г·K) = 4,184 Дж/(г·K) 1 калТХ/(т·K) = 4,184 Дж/(т·K) 1 калТХ/м² = 4,184 Дж/м² 1 калТХ/а = 4,184 Дж/а 1 кал/(моль·℃) = 4,1868 Дж/(моль·℃) 1 кал/(моль·℉) = 4,1868 Дж/(моль·℉) 1 кал/(моль·K) = 4,1868 Дж/(моль·K) 1 калТХ/(моль·℃) = 4,184 Дж/(моль·℃) 1 калТХ/(моль·℉) = 4,184 Дж/(моль·℉) 1 калТХ/(моль·K) = 4,184 Дж/(моль·K) 1 кал/(м²·ч) = 0,001163 Вт/м² 1 калТХ/(м²·ч) = 0.00116(2) Вт/м² 1 кал/(м³·ч) = 0,001163 Вт/м³ 1 калТХ/(м³·ч) = 0.00116(2) Вт/м³ 1 кал/(м·ч·℃) = 0,001163 Вт/(м·℃) 1 кал/(м·ч·℉) = 0,001163 Вт/(м·℉) 1 кал/(м·ч·K) = 0,001163 Вт/(м·K) 1 калТХ/(м·ч·℃) = 0,00116(2) Вт/(м·℃) 1 калТХ/(м·ч·℉) = 0,00116(2) Вт/(м·℉) 1 калТХ/(м·ч·K) = 0,00116(2) Вт/(м·K) 1 кал/(м²·ч·℃) = 0,001163 Вт/(м²·℃) 1 кал/(м²·ч·℉) = 0,001163 Вт/(м²·℉) 1 кал/(м²·ч·K) = 0,001163 Вт/(м²·K) 1 калТХ/(м²·ч·℃) = 0,00116(2) Вт/(м²·℃) 1 калТХ/(м²·ч·℉) = 0,00116(2) Вт/(м²·℉) 1 калТХ/(м²·ч·K) = 0,00116(2) Вт/(м²·K) 1 л. с. = 632 415 кал/ч 1 кал/ч = 11630 эрг/с 1 кВт·ч ≈ 0,859845 Мкал. 1 Гкал = 1163 кВт·ч (точно). 1 эВ = (1,602176634·10−19 / 4,1868) кал (точно) ≈ 3,8267331145·10−20 кал. 1 кал = (4,1868 / 1,602176634·10−19) эВ (точно) ≈ 2,6131950193·1019 эВ. 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

Фригория

Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалорииСена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 159..

Термия

Единица измерения теплоты, численно равная 1 мегакалории (106 калориям)Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 158..

Британская тепловая единица

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. Численно равна 251,7 калории.

Килотонна ТНТ

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 (1012 калориямТХ).

Калорийность Питательное вещество Килокалорий на грамм Углеводы 3,75 Белки 4 Жиры 9 Этиловый спирт 7

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 пищиПоскольку обмен веществ в живом организме не способен к абсолютному окислению, второй показатель всегда меньше первого в определённой пропорции, отражающей эффективность обмена веществ.. 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 , поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

Примечания

Литература Химическая энциклопедия, ISBN 5-85270-008-8

Ссылки

Категория:Единицы измерения энергии в физике