Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Калория
Материал из https://ru.wikipedia.org

Калория (лат. calor — тепло, жар)[1] — 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»[2]. 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»[3]. Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732—1796)[4].

Содержание

Этимология и история

Само слово происходит от фр. calorie, которое, в свою очередь, происходит от лат. calor, означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории)[4]. «Большая» калория была впервые представлена Николя Клеман-Дезормом как единица тепловой энергии в лекциях в 1819—1824 годах[5][6]. «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))[6].

Использование килограмма-калории (ккал) для питания было представлено профессором Уэслианского университета Уилбуром Олином Этуотером в 1887 году[5].

Современная калория (кал) была впервые признана единицей системы СГС в 1896 году[6] 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[7]. Использование калорий было официально осуждено девятой Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году[8].

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 101 325 Па. 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[2], среди которых наиболее часто используются:
  • Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точно[9].
  • Калория термохимическая (русское обозначение: калТХ; международное: calth), 1 калТХ = 4,1840 Дж точно[9][10][11].
  • 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)[12].

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[12] (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[12].

Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 106 кал) и теракалория (1 Ткал = 1012 кал).
Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 кал декакалория дакал dacal 101 кал децикалория дкал dcal
102 кал гектокалория гкал hcal 102 кал сантикалория скал ccal
103 кал килокалория ккал kcal 103 кал милликалория мкал mcal
106 кал мегакалория Мкал Mcal 106 кал микрокалория мккал µcal
109 кал гигакалория Гкал Gcal 109 кал нанокалория нкал ncal
1012 кал теракалория Ткал Tcal 1012 кал пикокалория пкал pcal
1015 кал петакалория Пкал Pcal 1015 кал фемтокалория фкал fcal
1018 кал эксакалория Экал Ecal 1018 кал аттокалория акал acal
1021 кал зеттакалория Зкал Zcal 1021 кал зептокалория зкал zcal
1024 кал йоттакалория Икал Ycal 1024 кал иоктокалория икал ycal
1027 кал роннакалория Рнкал Rcal 1027 кал ронтокалория рнкал rcal
1030 кал кветтакалория Квкал Qcal 1030 кал квектокалория квкал qcal
 рекомендовано к применению


Связь с другими единицами

Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж.

Связанные единицы

Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории[13].

Единица измерения теплоты, численно равная 1 мегакалории (106 калориям)[14].

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 калориям

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[15]
Жиры 9
Этиловый спирт 7[16]


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 пищи[17]. 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 4—8,5 ккал/г, поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

Примечания
  1. Словарь иностранных слов. — М.: «Русский язык», 1989. — 624 с. ISBN 5-200-00408-8
  2. 1 2 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Архивная копия от 2 ноября 2013 на Wayback Machine Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879.
  3. Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В. Дата обращения: 14 октября 2013. Архивировано из оригинала 14 октября 2013 года.
  4. 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 56. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
  5. 1 2
  6. 1 2 3 JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957—2961.
  8. 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule). Архивная копия от 8 мая 2020 на Wayback Machine, bipm.org.
  9. 1 2 International 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.
  11. Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. — CRC Press, 1974. — P. 438. Источник. Дата обращения: 23 мая 2020. Архивировано 8 марта 2021 года.
  12. 1 2 3 Калория // Италия — Кваркуш. — М. : Советская энциклопедия, 1973. — С. 229. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 11).
  13. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 159.
  14. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 158.
  16. Calories - Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram. Дата обращения: 23 мая 2020. Архивировано 31 мая 2020 года.
  17. Поскольку обмен веществ в живом организме не способен к абсолютному окислению, второй показатель всегда меньше первого в определённой пропорции, отражающей эффективность обмена веществ.


Литература

Ссылки
Downgrade Counter