Kalori

Kalori  ( lat.  kalori  - värme, värme) [1]  - enhet utanför systemet för mängden värme ; energin som krävs för att värma 1 gram vatten från 19,5 till 20,5 grader Celsius . Tre varianter av kalorier definieras och används, något olika i storlek. I Ryska federationen är alla tre typer av kalorier godkända för användning som enheter utanför systemet utan tidsbegränsning inom ramen för "industri" [2] . Samtidigt klassificerar International Organization of Legal Metrology (OIML) kalorin som en av de måttenheter "som bör tas ur cirkulationen så snart som möjligt där de för närvarande används, och som inte bör införas om de är inte används” [3 ] . Den första som använde termen "kalori" var den svenske fysikern Johann Wilke (1732-1796) [4] .

Etymologi och historia

Själva ordet kommer från fr.  calorie , som i sin tur kommer från lat.  kalori som betyder "värme". Tidigare var termerna "liten kalori" (motsvarande den moderna kalorien) och "stor kalori" (motsvarande den moderna kilokalorien) också vanliga [4] . Den "stora" kalorin introducerades först av Nicolas Clément-Desormes som en enhet för termisk energi i föreläsningar 1819-1824 [5] [6] . Den "lilla" kalorin introducerades av kemisten Pierre Antoine Favre och fysikern Johann T. Silbermann 1852. År 1879 skilde Marcellin Berthelot mellan gram-kalori (modern kalori) och kilogram-kalori (modern kilocalorie) [6] .

Användningen av kilogram-kalorien (kcal) för näring introducerades av Wesleyan University-professorn Wilbur Olin Atwater 1887 [5] .

Den moderna kalorin (cal) erkändes först som en CGS- enhet 1896 [6] tillsammans med den redan existerande CGS-enheten för energi, erg (först föreslagen av Clausius 1864 under namnet ergon, och officiellt antagen 1882).

Redan 1928 kom det allvarliga klagomål på eventuell förvirring som uppstod från de två huvuddefinitionerna av kaloriinnehåll, och frågan uppstod om det var rimligt att använda en stor bokstav för att skilja mellan dem [7] . Användningen av kalorier fördömdes officiellt av den nionde allmänna konferensen om vikter och mått 1948 [8] .

Definitioner

Det allmänna tillvägagångssättet för att definiera en kalori är relaterat till vattnets specifika värmekapacitet och är att en kalori definieras som den mängd värme som krävs för att värma 1  gram vatten med 1  grad Celsius vid ett standardatmosfärstryck på 101 325  Pa . Men eftersom vattnets värmekapacitet beror på temperaturen beror storleken på den kalori som bestäms på detta sätt på uppvärmningsförhållandena. Med hänsyn till det föregående och av historiska skäl har flera olika typer av kalorier uppstått och existerar [2] , bland vilka de mest använda är:

Dessa tre enheter skiljer sig med mindre än 0,07 %, så de är utbytbara i beräkningar och mätningar som inte kräver hög noggrannhet.

0-graders kalori, 20-graders kalori, 25-graders kalori, genomsnittlig kalori användes också. I synnerhet i Sovjetunionen från 1934 till 1957 standardiserades och användes en 20-graders kalori, lika med en noggrannhet på 0,02% av den mängd värme som krävs för att värma 1 gram vatten från 19,5 till 20,5 grader Celsius (4,181 J) [12] .

Den internationella kalorin introducerades 1929 i London vid den första världskonferensen om egenskaperna hos vatten och ånga. Den definierades som 1/861100 av en "internationell" kilowattimme [12] (vilket skiljer sig från den moderna definitionen på grund av omdefinieringen av watt i SI: 1 absolut watt, eller SI watt, är ungefär lika med 1,00019 av gammal "internationell" watt använd med 1909 till 1948).

Tidigare användes kalorin flitigt för att mäta energi, arbete och värme; "värmevärde" var bränslets förbränningsvärme . För närvarande, trots övergången till SI- systemet , i värme- och kraftindustrin, värmesystem, verktyg, används ofta en multipel enhet för att mäta mängden termisk energi - gigakalori (Gcal) (10 9 kalorier). För att mäta termisk effekt används en härledd enhet av Gcal/ h (gigakalori per timme), som kännetecknar mängden värme som produceras eller används av en eller annan utrustning per tidsenhet.

Dessutom används kalorin i uppskattningar av energivärdet (”kaloriinnehåll”) i livsmedel. Normalt anges energivärdet i kilokalorier (kcal). Man bör komma ihåg att inom dietik och andra relaterade användningsområden utelämnas ofta prefixet kilo- om detta inte kan orsaka fel och inkonsekvenser, det vill säga en kilokalori av energivärde kallas helt enkelt en kalori. Detta beror på historiska skäl, eftersom tidigare termerna liten kalori och stor kalori officiellt användes för kalorier och kilokalorier [12] .

Megakalori (1 Mcal = 106 cal) och terakalori (1 Tcal = 1012 cal ) används också för att mäta mängden energi .

Förhållande till andra enheter

Följande använder den internationella standardkalorien : 1 cal = 4,1868 J.

Relaterade enheter

Frigoria

En måttenhet för kyla som accepteras i kylning, numeriskt lika med en kilokalori, tagen med motsatt tecken. En frigoria är lika med minus en kilokalori [13] .

Thermia

En värmeenhet, numeriskt lika med 1 megakalori (10 6 kalorier) [14] .

Brittisk termisk enhet

BTU (British Thermal Unit) är den enhet som används för att mäta termisk energi i engelsktalande länder. Dess definition ligger metodologiskt nära den för en kalori, men är baserad på imperialistiska enheter : 1 BTU är lika med den energi som krävs för att värma 1 pund vatten med 1 grad Fahrenheit .

Kiloton av TNT

TNT-ekvivalent används för att mäta energiutsläppet från explosiva processer. Med tanke på den nästan exakta, inom procent, sammanträffandet av den explosiva nedbrytningsenergin för 1 gram TNT (trinitrotoluen, TNT) och 1 kilokalori, antas det villkorligt att 1 kiloton TNT i energitermer motsvarar 1 termokemisk terakalori (10 12 kalorier av TX ).

Kalorier

Näringsämne kilokalorier per gram
Kolhydrater 3,75
Ekorrar 4 [15]
Fetter 9
Etanol 7 [16]

Kaloriinnehåll, eller matens energivärde, hänvisar till mängden energi som kroppen får när den är helt absorberad. För att bestämma matens totala energivärde bränns den i en kalorimeter och värmen som släpps ut i det omgivande vattenbadet mäts. En persons energiförbrukning mäts på liknande sätt: i kalorimeterns förseglade kammare mäts värmen som avges av en person och omvandlas till "förbrända" kalorier - på så sätt kan du ta reda på matens fysiologiska energivärde [ 17] . På ett liknande sätt kan du bestämma den energi som krävs för att säkerställa livet och aktiviteten för någon person. Tabellen återspeglar de empiriska resultaten av dessa tester, från vilka värdet av produkterna på deras förpackningar beräknas. Konstgjorda fetter (margariner) och skaldjursfetter har en effektivitet på 4-8,5 kcal/g , så du kan grovt räkna ut deras andel av den totala mängden fett.

Anteckningar

  1. ↑ Ordbok över främmande ord. - M .: " Ryskt språk ", 1989. - 624 sid. ISBN 5-200-00408-8
  2. ↑ 1 2 Förordningar om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen. Arkivexemplar av 2 november 2013 på Wayback-maskinen godkänd genom dekret från Ryska federationens regering av 31 oktober 2009 nr 879.
  3. ↑ OIML International Document D2. Legaliserade (officiellt godkända för användning) måttenheter. Bilaga B (länk ej tillgänglig) . Tillträdesdatum: 14 oktober 2013. Arkiverad från originalet 14 oktober 2013. 
  4. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Kvantitetsenheter. Ordbokshänvisning. - M . : Publishing house of standards, 1990. - S. 56. - 240 sid. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  5. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). "Antyder historien om matenergienheter en lösning på "kaloriförvirring"?" . Nutrition Journal . 6 (44): 44. doi : 10.1186/1475-2891-6-44 . PMC2238749  . _ PMID  18086303 .
  6. ↑ 1 2 3 JL Hargrove, "History of the calorie in nutrition", J Nutr 136/12 (december 2006), s. 2957-2961.
  7. ↑ Marks, Percy L. (14 januari 1928). "De två kalorierna, Percy L. Marks" . naturen . 121 (3037): 58. doi : 10.1038/ 121058d0 . Arkiverad från originalet 2020-07-27 . Hämtad 9 november 2019 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  8. ↑ 9:e CGPM, upplösning 3: Trippelpunkt för vatten; termodynamisk skala med en enda fixpunkt; enhet för kvantitet värme (joule). Arkiverad 8 maj 2020 på Wayback Machine , bipm.org .
  9. ↑ 1 2 Internationell standard ISO 31-4 : Kvantiteter och enheter, del 4: Värme. Bilaga B (informativ): Andra enheter som anges för information, särskilt vad gäller omräkningsfaktorn. International Organization for Standardization , 1992.
  10. ↑ Rossini, Fredrick (1964). "Exkursion i kemisk termodynamik, från det förflutna in i framtiden" . Ren och tillämpad kemi . 8 (2):107 . doi : 10.1351/ pac196408020095 . Arkiverad från originalet 2018-10-04 . Hämtad 21 januari 2013 . både IT-kalorien och den termokemiska kalorin är helt oberoende av vattnets värmekapacitet. Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  11. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volym 1 . - CRC Press, 1974. - S. 438. Arkiverad 8 mars 2021 på Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 Kalori // Italien - Kvarkush. - M  .: Soviet Encyclopedia, 1973. - S. 229. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 11).
  13. ↑ Sena L. A. Enheter av fysiska storheter och deras dimensioner. — M.: Nauka , 1977. — S. 159.
  14. ↑ Sena L. A. Enheter av fysiska storheter och deras dimensioner. — M.: Nauka , 1977. — S. 158.
  15. ↑ Hur beräknar livsmedelstillverkare kaloriantalet för förpackad mat?  (engelska) , Scientific American . Arkiverad 24 maj 2020. Hämtad 23 maj 2020.
  16. ↑ Kalorier - fett, protein, kolhydrater, alkohol. Kalorier per gram . Hämtad 23 maj 2020. Arkiverad från originalet 31 maj 2020.
  17. ↑ Eftersom metabolismen i en levande organism inte är kapabel till absolut oxidation, är den andra indikatorn alltid mindre än den första i en viss proportion, vilket återspeglar metabolismens effektivitet.

Litteratur

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

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk