Kaloria

Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
tutaj przekierowuje "kcal"; ten artykuł dotyczy jednostki energii. W przypadku innych zastosowań zobacz KCAL (ujednoznacznienie) i kalorie (ujednoznacznienie).
Napój energetyczny o objętości 710 mililitrów (24 uncje obj.) O 330 kcal, więcej niż cheeseburger fast food i odpowiednik 18 jednoskładnikowych paczek cukru

Kalorie to jednostka energii. Istnieją różne definicje, ale mieszczą się w dwóch szerokich kategoriach. Pierwsza, mała kaloria lub gram kalorii (symbol: cal), jest definiowana jako ilość energii potrzebna do podniesienia temperatury jednego grama wody o jeden stopień Celsjusza pod ciśnieniem jednej atmosfery.[1] Druga, duża kaloria lub kilogram kalorii (symbole: Cal, kcal), znana również jako kaloria spożywcza i podobne nazwy,[2] jest zdefiniowany w kategoriach kilograma, a nie gramu. Jest równa 1000 małych kalorii lub 1 kilokalorii (symbol: kcal).[1]

Chociaż jednostki te odnoszą się do systemu metrycznego, wszystkie zostały uznane za przestarzałe w nauce od czasu przyjęcia systemu SI.[3] Jednostką energii w Międzynarodowym Systemie Jednostek jest dżul. Jedna mała kaloria wynosi około 4,2 dżuli (więc jedna duża kaloria to około 4,2 kilodżuli). Współczynnik używany do przeliczania kalorii na dżule w danej temperaturze jest liczbowo równoważny pojemności właściwej wody wyrażonej w dżulach na Kelvina na gram (lub na kilogram, w kilokalorii). Dokładny współczynnik konwersji zależy od przyjętej definicji.

Pomimo swojego nieoficjalnego statusu, duża kaloria jest nadal powszechnie wykorzystywana jako jednostka energii żywności. Mała kaloria jest również często używana do pomiarów w chemii, chociaż zaangażowane ilości są zazwyczaj rejestrowane w kilokaloriach.

Historia

Kalorie zostały po raz pierwszy zdefiniowane przez Nicolasa Clémenta w 1824 roku jako jednostka energii cieplnej.[3] Weszła w słowniki francuskie i angielskie w latach 1841-1867. Słowo pochodzi z łaciny calor, co oznacza "ciepło". Duża kaloria została wprowadzona do amerykańskiej opinii publicznej przez Wilbur Olin Atwater w 1887 roku.[3]

Definicje

Energia potrzebna do zwiększenia temperatury danej masy wody o 1 ° C zależy od ciśnienia atmosferycznego i temperatury początkowej. W związku z tym zastosowano kilka różnych precyzyjnych definicji kalorii.

Za ciśnienie uważa się zazwyczaj standardowe ciśnienie atmosferyczne (101,325 kPa). Wzrost temperatury można wyrazić jako jeden kelwin, co oznacza to samo co przyrost o jeden stopień Celsjusza.

Nazwa Symbol Konwersje Uwagi
Termochemiczna kaloria calth ≡ 4.184 J

≈ 0.003964 BTU62 1,162×10−6 kWh≈ 2.611×1019 eV

ilość energii równą dokładnie 4,184 dżuli [4][za][6][7]
4 ° C kalorii cal4 ≈ 4.204 J

≈ 0.003985 BTU≈ 1,188 × 10−6 kWh≈ 2,624 × 1019 eV

ilość energii potrzebnej do ogrzania jednego grama wolnej od powietrza wody od 3,5 do 4,5 ° C przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym.
15 ° C kalorii cal15 ≈ 4.1855 J

≈ 0.0039671 BTU≈ 1,1626 × 10−6 kWh≈ 2,6124 × 1019 eV

ilość energii potrzebnej do ogrzania jednego grama wolnej od powietrza wody od 14,5 do 15,5 ° C przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym. Wartości doświadczalne tej kaloryczności mieściły się w zakresie od 4,1852 do 4,1858 J. CIPM w 1950 r. Opublikował średnią wartość eksperymentalną 4,1855 J, odnotowując niepewność 0,0005 J.[4]
20 ° C kalorii cal20 ≈ 4.182 J

≈ 0.003964 BTU≈ 1,162 × 10−6 kWh≈ 2,610 × 1019 eV

ilość energii potrzebnej do ogrzania jednego grama wolnej od powietrza wody od 19,5 do 20,5 ° C przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym.
Średnia kaloria caloznaczać ≈ 4,190 J

≈ 0.003971 BTU≈ 1,164 × 10−6 kWh≈ 2,615 × 1019 eV

1100 ilości energii potrzebnej do ogrzania jednego grama wolnej od powietrza wody od 0 do 100 ° C przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym.
Kalorium stołu międzynarodowego (1929) ≈ 4,1868 J

≈ 0.0039683 BTU≈ 1,1630 × 10−6 kWh≈ 2,6132 × 1019 eV

1860 międzynarodowe godziny w watach = ​18043 międzynarodowe dżule dokładnie.[notatka 1]
Międzynarodowa kaloria stolikowa (1956) calTO ≡ 4,1868 J

≈ 0.0039683 BTU≈ 1,1630 × 10−6 kWh≈ 2,6132 × 1019 eV

1,163 mW · h = dokładnie 4,1868 J. Definicja ta została przyjęta na V Międzynarodowej Konferencji na temat właściwości pary (Londyn, lipiec 1956 r.).[4]
  1. ^ Liczba zależy od współczynnika konwersji pomiędzy międzynarodowe dżule i absolutny (nowoczesny) dżule. Korzystanie ze średniego międzynarodowego om i volt (1.00049 Ω, 1.00034 V[8]), chodzi o międzynarodowy dżul 1.00019 jot, używając amerykańskiego międzynarodowego om i volt (1.000495 Ω, 1.000330 V) to jest o 1.000165 jot, dając 4.18684 i 4.18674 jot, odpowiednio.

Dwie najpowszechniejsze definicje w starszej literaturze wydają się być 15 ° C kalorii i termochemiczna kaloria. Do 1948 r. Ten ostatni został zdefiniowany jako 4,1833 dżule międzynarodowe; obecny standard 4.184 J został wybrany, aby nowa termochemiczna kaloria reprezentowała taką samą ilość energii jak poprzednio.[6]

Kalorie zostały po raz pierwszy zdefiniowane specjalnie do pomiaru energii w postaci ciepła, szczególnie w eksperymentalnej kalorymetrii.[9]

Odżywianie

Główny artykuł: Energia żywności

W kontekście żywieniowym kilodżul (kJ) jest jednostką SI energii żywnościowej, chociaż kilokaloria nadal jest powszechnie używana.[10] Słowo kaloria jest powszechnie stosowany z liczbą kilokalorii mierzonej energii odżywczej.Aby uniknąć nieporozumień, czasami jest napisane Kaloria (z kapitałem "C") próbując dokonać rozróżnienia, chociaż nie jest to powszechnie rozumiane. Kapitalizacja narusza zasadę, że pierwsza litera nazwy jednostki lub jej pochodnej jest pisana małymi literami w języku angielskim.[11]

Aby ułatwić porównanie, określone dane dotyczące energii lub gęstości energii są często podawane w postaci "kalorii na porcję" lub "kilokalorii na 100 g". Wymaganie żywieniowe lub konsumpcja jest często wyrażana w kaloriach dziennie. Jeden gram tłuszczu w żywności zawiera dziewięć kilokalorii, podczas gdy gram węglowodanu lub białka zawiera około czterech kilokalorii.[12] Alkohol w żywności zawiera siedem kilokalorii na gram.[13]

Chemia

W innych kontekstach naukowych termin kaloria prawie zawsze odnosi się do małej kalorii. Chociaż nie jest jednostką SI, wciąż jest wykorzystywany w chemii. Na przykład energia uwalniana w reakcji chemicznej na mol odczynnika jest czasami wyrażana w kilokaloriach na mol.[14] Zazwyczaj użycie to wynikało w dużej mierze z łatwości, z jaką można je obliczyć w reakcjach laboratoryjnych, szczególnie w roztworze wodnym: objętość odczynnika rozpuszczonego w wodzie, tworzącego roztwór, o stężeniu wyrażonym w molach na litr (1 litr o masie 1 kg) , spowoduje zmianę temperatury w stopniach Celsjusza w całkowitej objętości rozpuszczalnika wodnego, a te wielkości (objętość, stężenie molowe i zmiana temperatury) mogą być następnie wykorzystane do obliczenia energii na mol. Czasami wykorzystuje się je również do określenia ilości energii, które odnoszą się do energii reakcji, takich jak entalpia tworzenia i wielkość barier aktywacyjnych.[15] Jednak jego użycie jest zastępowane przez jednostkę SI, dżul i jej wielokrotności, takie jak kilodżul.

Pomiar zawartości energii w żywności

W przeszłości wykorzystano kalorymetr bombowy do określenia zawartości energetycznej żywności poprzez wypalenie próbki i pomiar zmiany temperatury w otaczającej wodzie. Dziś ta metoda nie jest powszechnie stosowana w USA i udało jej się obliczyć zawartość energii pośrednio poprzez zsumowanie energii dostarczanej przez składniki żywności zawierające energię (takie jak białko, węglowodany i tłuszcze). Zawartość włókna jest również odejmowana, aby uwzględnić fakt, że włókno nie jest trawione przez organizm.[12]

Zobacz też

  • Podstawowy wskaźnik metabolizmu
  • Teoria kalorii
  • Konwersja jednostek energii
  • Pusta kaloria
  • Energia żywności
  • Frigorie
  • Etykieta fakty żywienia

Uwagi

  1. ^ "Termochemia termochemiczna" została zdefiniowana przez Rossiniego po prostu jako 4,1833 międzynarodowych dżulów w celu uniknięcia trudności związanych z niepewnością co do pojemności cieplnej wody (została ona ponownie zdefiniowana jako dokładnie 4.1840 J). "[5]

Referencje

  1. ^ a b"Definicja kalorii". Merriam-Webster. 1 sierpnia 2017 r. Źródło 4 września 2017.
  2. ^ Conn, Carole; Len Kravitz. "Niezwykła kaloria". University of New Mexico. Źródło 30 kwietnia 2014.
  3. ^ a b cHargrove, James L (2007). "Czy historia jednostek energetycznych żywności sugeruje rozwiązanie" zamieszania kalorycznego "?". Dziennik Nutrition. 6 (44). doi: 10.1186 / 1475-2891-6-44. PMC 2238749 Dowolnie dostępne. PMID 18086303. Źródło 31 sierpnia 2013.
  4. ^ a b cMiędzynarodowa norma ISO 31-4: Ilości i jednostki, Część 4: Ciepło. Załącznik B (informacyjny): Inne jednostki podane dla informacji, w szczególności dotyczące współczynnika konwersji. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna, 1992.
  5. ^ FAO (1971). "Przyjęcie dżulów jako jednostek energii".
  6. ^ a bRossini, Fredrick (1964). "Wycieczka w chemicznej termodynamice, od przeszłości do przyszłości". Czysta i stosowana chemia. 8 (2): 107. doi: 10.1351 / pac196408020095. Źródło 21 stycznia 2013. zarówno kaloria informatyczna, jak i termochemiczna kaloria są całkowicie niezależne od pojemności cieplnej wody.
  7. ^ Lynch, Charles T. (1974). Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. CRC Press. str. 438. Źródło 8 marca 2014.
  8. ^ Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) (1997). "1.6 Tabele przeliczeniowe dla jednostek". Kompendium nomenklatury analitycznej (PDF) (3 ed.). ISBN 0-86542-615-5. Źródło 31 sierpnia 2013.
  9. ^ Allain, Rhett (23 lutego 2016 r.). "Obliczanie kalorii przez palenie gumowatych niedźwiedzi na śmierć". Amerykański naukowiec. Źródło 7 września 2017.
  10. ^ "Perspektywy polepszają etykietowanie energetyczne żywności za pomocą jednostek SI". Widoki danych. Brytyjskie Stowarzyszenie Metryczne. 24 lutego 2012 r. Źródło 17 kwietnia 2013.
  11. ^ "Konwencje SI". Krajowe laboratorium fizyczne. Źródło 8 lutego 2016.
  12. ^ a b "Jak producenci żywności obliczają liczbę kalorii pakowanej żywności?". Amerykański naukowiec. Źródło 2017-09-08.
  13. ^ "Kalorie - tłuszcz, białko, węglowodany, alkohol, kalorie na gram".
  14. ^Zvi Rappoport ed. (2007), "The Chemistry of Peroxides", Tom 2 strona 12.
  15. ^ Bhagavan, N. V. (2002). Biochemia medyczna. Academic Press. s. 76-77. ISBN 9780120954407. Źródło 5 września 2017.
Źródło: "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Calorie&oldid=851890298"

Kaloria

jednostka miary

TO JEST STRONA KATALOGOWA. Britannica nie ma obecnie artykułu na ten temat.

Alternatywne tytuły: kaloria spożywcza, duża ilość kalorii

Dowiedz się o tym temacie w tych artykułach:

kalorie

  • W kalorii

    ... używają go do oznaczenia kilokalorii, czasami nazywanej kalorią kaloryczną, lub dużej kalorii (równej 1000 kalorii), do mierzenia wartości kalorycznej, ogrzewania lub metabolizmu żywności. Zatem "kalorie" liczone z powodów dietetycznych są w rzeczywistości kilokalorycznymi, z pominięciem prefiksu "kilo-"; w notacjach naukowych skapitalizowana kaloria ...

    Czytaj więcej

przekształcenie w energię

  • Ścieżki do wykorzystania węglowodanów.
    W węglowodany: Rola w żywieniu człowieka

    ... waha się od 2 000 do 4 000 kalorii w ciągu 24 godzin (jedna kaloria, ponieważ termin ten stosowany jest w żywieniu, to ilość ciepła niezbędna do podniesienia temperatury 1000 gramów wody z 15 do 16 ° C [59 do 61 ° F], w innych kontekstach ta ilość ciepła jest ...

    Czytaj więcej

odżywianie

temperatura oceanu

  • Jasna ocean woda blisko plaży na Uroczystej Bahama wyspie w Bahamas.
    W wodzie morskiej: właściwości termiczne

    Kalorymalia lub kaloria spożywcza to ilość ciepła potrzebna do podniesienia kilograma wody o 1 ° C. Pojemność cieplna to ilość ciepła wymagana do podniesienia jednego grama materiału o 1 ° C pod stałym ciśnieniem. W Międzynarodowym Systemie Jednostek (SI) ...

    Czytaj więcej

w stosunku do otyłości

  • Wykres wysokości i masy ciała oraz wskaźnik masy ciała (BMI)
    W otyłości

    ... przez spożywanie większej liczby kalorii, niż ciało może wykorzystać. Nadmiar kalorii jest następnie przechowywany jako tłuszcz lub tkanka tłuszczowa. Nadwaga, jeśli jest umiarkowana, niekoniecznie jest otyłością, szczególnie u osób z mięśniami lub dużymi kościami.

    Czytaj więcej
  • Prozac
    W lecznictwie: otyłość

    ... pojawia się, gdy ilość spożywanych kalorii przekracza liczbę, która jest metabolizowana, a pozostała część jest przechowywana jako tkanka tłuszczowa. Wiele teorii odnosi się do przyczyn otyłości, ale nie ma jednej przyczyny. Wiele czynników wpływa na wagę, w tym czynniki genetyczne, poziomy hormonów, poziomy aktywności, wskaźniki metabolizmu, schematy odżywiania i ...

    Czytaj więcej