Kalorie

Kalorie  ( lat.  calor  - teplo, teplo) [1]  - mimosystémová jednotka množství tepla ; energie potřebná k ohřevu 1 gramu vody z 19,5 na 20,5 stupňů Celsia . Jsou definovány a použity tři druhy kalorií, které se mírně liší svou velikostí. V Ruské federaci jsou všechny tři typy kalorií schváleny pro použití jako mimosystémové jednotky bez časového omezení s působností "průmysl" [2] . Zároveň Mezinárodní organizace legální metrologie(OIML) odkazuje na kalorie jako na jednu z těch měrných jednotek, „které by měly být co nejdříve staženy z oběhu tam, kde se v současnosti používají, a které by neměly být zaváděny, pokud nejsou používány“ [3] . První, kdo použil termín „kalorie“, byl švédský fyzik Johann Wilke (1732-1796) [4] .

Etymologie a historie

Slovo samo pochází z fr.  kalorie , což zase pochází z lat.  calor znamená "teplo". Dříve byly také běžné termíny „malá kalorie“ (odpovídající modernímu kalorii) a „velká kalorie“ (odpovídající modernímu kilokalorii) [4] . „Velkou“ kalorii poprvé představil Nicolas Clément-Desormes jako jednotku tepelné energie na přednáškách v letech 1819-1824 [5] [6] . „Malé“ kalorie zavedli v roce 1852 chemik Pierre Antoine Favre a fyzik Johann T. Silbermann. V roce 1879 Marcellin Berthelot rozlišoval mezi gram-kalorií (moderní kalorie) a kilogramovou kalorií (moderní kilokalorie) [6] .

Použití kilogram-kalorie (kcal) pro výživu zavedl profesor Wesleyan University Wilbur Olin Atwater v roce 1887 [5] .

Moderní kalorie (cal) byla poprvé uznána jako jednotka CGS v roce 1896 [6] spolu s již existující jednotkou energie CGS, erg (poprvé navrhl Clausius v roce 1864 pod názvem ergon a oficiálně byl přijat v roce 1882).

Již v roce 1928 se objevily vážné stížnosti na možnou záměnu vyplývající ze dvou hlavních definic obsahu kalorií a vyvstala otázka, zda je rozumné používat k jejich rozlišení velké písmeno [7] . Používání kalorií bylo oficiálně odsouzeno devátou Generální konferencí pro váhy a míry v roce 1948 [8] .

Definice

Obecný přístup k definování kalorií souvisí se specifickou tepelnou kapacitou vody a je takový, že kalorie je definována jako množství tepla potřebné k zahřátí 1  gramu vody o 1  stupeň Celsia při standardním atmosférickém tlaku 101 325  Pa . Protože však tepelná kapacita vody závisí na teplotě, závisí velikost takto stanovené kalorie na podmínkách ohřevu. S ohledem na výše uvedené a z důvodů historické povahy vzniklo a existuje několik různých typů kalorií [2] , z nichž nejběžněji používané jsou:

Tyto tři jednotky se liší o méně než 0,07 %, takže jsou zaměnitelné ve výpočtech a měřeních, která nevyžadují vysokou přesnost.

Byly také použity 0-stupňová kalorie, 20-stupňová kalorie, 25-stupňová kalorie, průměrná kalorie. Zejména v SSSR v letech 1934 až 1957 byla standardizována a používána 20stupňová kalorie s přesností 0,02 % na množství tepla potřebného k ohřevu 1 gramu vody z 19,5 na 20,5 stupňů Celsia (4,181 J) [12] .

Mezinárodní kalorie byla představena v roce 1929 v Londýně na 1. světové konferenci o vlastnostech vody a páry. Byla definována jako 1/861100 „mezinárodní“ kilowatthodiny [12] (která se liší od moderní definice v důsledku nové definice wattu v SI: 1 absolutní watt nebo SI watt se přibližně rovná 1,00019 starý "mezinárodní" watt používaný v letech 1909 až 1948).

Dříve byla kalorie široce používána k měření energie, práce a tepla; „výhřevnost“ bylo spalné teplo paliva. V současnosti se i přes přechod na systém SI v teplárenství a energetice, topných systémech, veřejných službách často používá vícenásobná jednotka měření množství tepelné energie - gigakalorie (Gcal) (10 9 kalorií). Pro měření tepelného výkonu se používá odvozená jednotka Gcal / h (gigakalorie za hodinu), která charakterizuje množství tepla vyrobeného nebo použitého jedním nebo jiným zařízením za jednotku času.

Kromě toho se kalorie používá při odhadech energetické hodnoty („obsah kalorií“) potravin. Obvykle se energetická hodnota uvádí v kilokaloriích (kcal). Je třeba mít na paměti, že v dietetice a dalších příbuzných oblastech použití se předpona kilo- často vynechává, pokud to nemůže způsobit chyby a nesrovnalosti, to znamená, že kilokalorie energetické hodnoty se jednoduše nazývá kalorie. Je to z historických důvodů, protože dříve se termíny malá kalorie a velká kalorie oficiálně používaly pro kalorie a kilokalorie [12] .

K měření množství energie se také používají megakalorie (1 Mcal = 106 cal) a terakalorie (1 Tcal = 1012 cal ) .

Vztah s jinými jednotkami

Následující používá standardní mezinárodní kalorie : 1 kal = 4,1868 J.

Související jednotky

Frigoria

Jednotka měření chladu přijímaná v chlazení, číselně rovna jedné kilokalorii, braná s opačným znaménkem. Jedna frigorie se rovná mínus jedné kilokalorii [13] .

Thermia

Jednotka tepla, která se číselně rovná 1 megakalorii (106 kalorií ) [14] .

Britská tepelná jednotka

BTU (British Thermal Unit) je jednotka používaná k měření tepelné energie v anglicky mluvících zemích. Jeho definice je metodologicky blízká definici kalorií, ale je založena na imperiálních jednotkách : 1 BTU se rovná energii potřebné k ohřevu 1 libry vody o 1 stupeň Fahrenheita .

Kiloton TNT

Ekvivalent TNT se používá k měření uvolňování energie při výbušných procesech. S ohledem na téměř přesnou, v řádu procent, shodu explozivní energie rozkladu 1 gramu TNT (trinitrotoluen, TNT) a 1 kilokalorii, se podmíněně předpokládá, že 1 kilotuna TNT v energetickém vyjádření odpovídá 1 termochemické terakalorii (10 12 kalorií TX ).

Kalorie

Živina kilokalorií na gram
Sacharidy 3,75
Veverky 4 [15]
Tuky 9
Ethanol 7 [16]

Kalorický obsah neboli energetická hodnota potravy se vztahuje k množství energie, kterou tělo přijme, když je plně vstřebáno. Pro stanovení celkové energetické hodnoty potravin se spálí v kalorimetru a měří se teplo uvolněné do okolní vodní lázně. Spotřeba energie člověka se měří podobným způsobem: v utěsněné komoře kalorimetru se měří teplo vydávané osobou a přeměňuje se na „spálené“ kalorie – tímto způsobem lze zjistit fyziologickou energetickou hodnotu jídla [ 17] . Podobným způsobem můžete určit energii potřebnou k zajištění života a činnosti jakékoli osoby. Tabulka odráží empirické výsledky těchto testů, ze kterých se vypočítává hodnota produktů na jejich obalech. Umělé tuky (margaríny) a tuky z mořských plodů mají účinnost 4-8,5 kcal/g , takže zhruba zjistíte jejich podíl na celkovém množství tuku.

Poznámky

  1. ↑ Slovník cizích slov. - M .: " Ruský jazyk ", 1989. - 624 s. ISBN 5-200-00408-8
  2. ↑ 1 2 Předpisy o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci. Archivní kopie ze dne 2. listopadu 2013 na stroji Wayback Schváleno nařízením vlády Ruské federace ze dne 31. října 2009 č. 879.
  3. ↑ Mezinárodní dokument OIML D2. Legalizované (oficiálně schválené k použití) jednotky měření. Příloha B (odkaz není k dispozici) . Datum přístupu: 14. října 2013. Archivováno z originálu 14. října 2013. 
  4. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Jednotky množství. Odkaz na slovník. - M . : Nakladatelství norem, 1990. - S. 56. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  5. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). "Naznačuje historie jednotek energie jídla řešení "zmatku v kaloriích"?" . Výživový deník . 6 (44): 44. doi : 10.1186/1475-2891-6-44 . PMC2238749  . _ PMID  18086303 .
  6. ↑ 1 2 3 JL Hargrove, "Historie kalorií ve výživě", J Nutr 136/12 (prosinec 2006), str. 2957-2961.
  7. ↑ Marks, Percy L. (14. ledna 1928). "Dvě kalorie, Percy L. Marks" . příroda . 121 (3037): 58. doi : 10.1038/ 121058d0 . Archivováno z originálu dne 27.07.2020 . Staženo 9. listopadu 2019 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
  8. ↑ 9. CGPM, Rezoluce 3: Trojitý bod vody; termodynamická stupnice s jedním pevným bodem; jednotka množství tepla (joule). Archivováno 8. května 2020 na Wayback Machine , bipm.org .
  9. ↑ 1 2 Mezinárodní norma ISO 31-4 : Veličiny a jednotky, Část 4: Teplo. Příloha B (informativní): Další jednotky uvedené pro informaci, zejména pokud jde o převodní faktor. Mezinárodní organizace pro normalizaci , 1992.
  10. ↑ Rossini, Fredrick (1964). „Exkurze v chemické termodynamice, z minulosti do budoucnosti“ . Čistá a aplikovaná chemie . 8 (2): 107. doi : 10.1351/ pac196408020095 . Archivováno z originálu dne 2018-10-04 . Načteno 21. ledna 2013 . jak IT kalorie, tak termochemické kalorie jsou zcela nezávislé na tepelné kapacitě vody. Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
  11. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1 . - CRC Press, 1974. - S. 438. Archivováno 8. března 2021 na Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 kalorie // Itálie - Kvarkush. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1973. - S. 229. - ( Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / šéfredaktor A. M. Prochorov  ; 1969-1978, v. 11).
  13. ↑ Sena L. A. Jednotky fyzikálních veličin a jejich rozměry. — M.: Nauka , 1977. — S. 159.
  14. ↑ Sena L. A. Jednotky fyzikálních veličin a jejich rozměry. — M.: Nauka , 1977. — S. 158.
  15. ↑ Jak výrobci potravin počítají počet kalorií balených potravin?  (anglicky) , Scientific American . Archivováno 24. května 2020. Staženo 23. května 2020.
  16. ↑ Kalorie – tuky, bílkoviny, sacharidy, alkohol. Kalorie na gram . Staženo 23. května 2020. Archivováno z originálu dne 31. května 2020.
  17. ↑ Vzhledem k tomu, že metabolismus v živém organismu není schopen absolutní oxidace, je druhý ukazatel vždy v určitém poměru nižší než první, což odráží účinnost metabolismu.

Literatura

  • Chemická encyklopedie, ISBN 5-85270-008-8

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie