Kalorie

Kalorie  ( lat.  calor  - varme, varme) [1]  - off-system enhed af mængden af ​​varme ; den energi, der kræves for at opvarme 1 gram vand fra 19,5 til 20,5 grader Celsius . Tre varianter af kalorier er defineret og brugt, lidt forskellige i deres størrelse. I Den Russiske Føderation er alle tre typer kalorier godkendt til brug som enheder uden for systemet uden tidsbegrænsning inden for rammerne af "industri" [2] . Samtidig er International Organisation of Legal Metrology(OIML) henviser til kalorien som en af ​​de måleenheder, "der bør tages ud af cirkulation hurtigst muligt, hvor de i øjeblikket anvendes, og som ikke bør indføres, hvis de ikke anvendes" [3] . Den første til at bruge udtrykket "kalorie" var den svenske fysiker Johann Wilke (1732-1796) [4] .

Etymologi og historie

Selve ordet kommer fra fr.  kalorie , som igen kommer fra lat.  kalorie , der betyder "varme". Tidligere var begreberne "lille kalorie" (svarende til den moderne kalorie) og "stor kalorie" (svarende til den moderne kilokalorie) også almindelige [4] . Den "store" kalorie blev først introduceret af Nicolas Clément-Desormes som en enhed for termisk energi i forelæsninger i 1819-1824 [5] [6] . Den "lille" kalorie blev introduceret af kemiker Pierre Antoine Favre og fysiker Johann T. Silbermann i 1852. I 1879 skelnede Marcellin Berthelot mellem gram-kalorie (moderne kalorie) og kilogram-kalorie (moderne kilokalorie) [6] .

Brugen af ​​kilogram-kalorien (kcal) til ernæring blev introduceret af Wesleyan University professor Wilbur Olin Atwater i 1887 [5] .

Den moderne kalorie (cal) blev første gang anerkendt som en CGS -enhed i 1896 [6] sammen med den allerede eksisterende CGS-energienhed, erg (først foreslået af Clausius i 1864 under navnet ergon, og officielt vedtaget i 1882).

Allerede i 1928 var der alvorlige klager over mulig forvirring som følge af de to hoveddefinitioner af kalorieindhold, og spørgsmålet opstod, om det var rimeligt at bruge et stort bogstav til at skelne mellem dem [7] . Brugen af ​​kalorier blev officielt fordømt af den niende generalkonference om vægt og mål i 1948 [8] .

Definitioner

Den generelle tilgang til at definere en kalorie er relateret til vands specifikke varmekapacitet og er, at en kalorie defineres som den mængde varme, der kræves for at opvarme 1  gram vand med 1  grad Celsius ved et standardatmosfærisk tryk på 101.325  Pa . Men da vandets varmekapacitet afhænger af temperaturen, afhænger størrelsen af ​​kalorien bestemt på denne måde af opvarmningsforholdene. I lyset af ovenstående og af historisk karakter er der opstået og eksisterer flere forskellige typer kalorier [2] , blandt hvilke de mest anvendte er:

• Kalorie (kalorie international) (russisk betegnelse: cal; international: cal), 1 cal = 4,1868 J nøjagtigt [9] .
• Termokemisk kalorieindhold (russisk betegnelse: cal TX ; international: cal th ), 1 cal TX ≈ 4,1840 J [9] [10] [11] .
• Kalorie 15-grader (russisk betegnelse: cal 15 ; international: cal 15 ) , 1 cal 15 ≈ 4.1855 J.

Disse tre enheder adskiller sig med mindre end 0,07%, så de er udskiftelige i beregninger og målinger, der ikke kræver høj nøjagtighed.

0-graders kalorieindhold, 20-graders kalorieindhold, 25-graders kalorieindhold, gennemsnitskalorie blev også brugt. Især i USSR fra 1934 til 1957 blev en 20-graders kalorieindhold standardiseret og brugt, svarende til en nøjagtighed på 0,02% af den mængde varme, der kræves for at opvarme 1 gram vand fra 19,5 til 20,5 grader Celsius (4,181 J) [12] .

Den internationale kalorie blev introduceret i 1929 i London ved den 1. verdenskonference om vands og damps egenskaber. Den blev defineret som 1/861100 af en "international" kilowatt-time [12] (som adskiller sig fra den moderne definition på grund af redefinitionen af ​​watt i SI: 1 absolut watt eller SI watt er omtrent lig med 1,00019 af gammel "international" watt brugt med 1909 til 1948).

Tidligere blev kalorien meget brugt til at måle energi, arbejde og varme; "brændværdi" var brændstoffets forbrændingsvarme . På nuværende tidspunkt, på trods af overgangen til SI -systemet , i varme- og elindustrien, varmesystemer, forsyningsselskaber, bruges ofte en multipel enhed til måling af mængden af ​​termisk energi - gigacalorie (Gcal) (10 9 kalorier). For at måle termisk effekt bruges en afledt enhed af Gcal/ h (gigakalorie pr. time), som karakteriserer mængden af ​​varme, der produceres eller bruges af et eller andet udstyr pr. tidsenhed.

Derudover bruges kalorien i vurderinger af fødevarers energiværdi ("kalorieindhold"). Typisk er energiværdien angivet i kilokalorier (kcal). Man skal huske på, at inden for diætetik og andre relaterede anvendelsesområder udelades præfikset kilo- ofte, hvis dette ikke kan forårsage fejl og uoverensstemmelser, det vil sige, at en kilokalorie af energiværdi blot kaldes en kalorie. Dette skyldes historiske årsager, da man tidligere officielt brugte termerne små kalorier og store kalorier om kalorier og kilokalorier [12] .

Megakalorien (1 Mcal = 106 cal) og terakalorien (1 Tcal = 1012 cal ) bruges også til at måle mængden af ​​energi .

Forholdet til andre enheder

Følgende bruger standard internationale kalorieindhold : 1 cal = 4,1868 J.

• 1 J ≈ 0,2388458966 kal.
• 1 kWh ≈ 0,859845 Mcal.
• 1 Gcal = 1163 kWh (præcis).
• 1 eV = (1,602176634 10 −19 / 4,1868) cal (præcis) ≈ 3,8267331145 10 −20 cal.
• 1 cal \u003d (4,1868 / 1,602176634 10 −19 ) eV (præcis) ≈ 2,6131950193 10 19 eV.
• 1 britisk termisk enhed (BTU) ≈ 252 cal.
• 1 kcal ≈ 3.968 BTU .
• 1 tønde olieækvivalent (BOE) ≈ 1,46 Gcal.
• 1 Gcal ≈ 0,684 BOE .
• 1 kiloton TNT = 1 Tcal TX ≈ 1 Tcal.

Relaterede enheder

Frigoria

En måleenhed for kulde accepteret i køling, numerisk lig med en kilokalorie, taget med det modsatte fortegn. En frigoria er lig med minus en kilokalorie [13] .

Thermia

En varmeenhed, numerisk lig med 1 megakalorie (10 6 kalorier) [14] .

Britisk termisk enhed

BTU (British Thermal Unit) er den enhed, der bruges til at måle termisk energi i engelsktalende lande. Dens definition er metodisk tæt på en kalorie, men er baseret på imperialistiske enheder : 1 BTU er lig med den energi, der kræves for at opvarme 1 pund vand med 1 grad Fahrenheit .

Kiloton af TNT

TNT-ækvivalent bruges til at måle energifrigivelsen af ​​eksplosive processer. I lyset af det næsten nøjagtige, inden for procent, sammenfald af den eksplosive nedbrydningsenergi af 1 gram TNT (trinitrotoluen, TNT) og 1 kilokalorie, er det betinget antaget, at 1 kiloton TNT i energitermer svarer til 1 termokemisk terakalorie (10 12 kalorier af TX ).

Kalorier

Næringsstof	kilokalorier per gram
Kulhydrater	3,75
Egern	4 [15]
Fedtstoffer	9
Ethanol	7 [16]

Kalorieindhold, eller madens energiværdi, refererer til den mængde energi, som kroppen modtager, når den er fuldt optaget. For at bestemme madens samlede energiværdi forbrændes den i et kalorimeter , og den varme, der frigives til det omgivende vandbad, måles. En persons energiforbrug måles på lignende måde: I det forseglede kammer i kalorimeteret måles den varme, som en person udsender, og omdannes til "brændte" kalorier - på denne måde kan du finde ud af madens fysiologiske energiværdi [ 17] . På lignende måde kan du bestemme den energi, der kræves for at sikre enhver persons liv og aktivitet. Tabellen afspejler de empiriske resultater af disse tests, hvorfra værdien af ​​produkter på deres pakker er beregnet. Kunstige fedtstoffer (margariner) og fisk og skaldyrsfedt har en effektivitet på 4-8,5 kcal/g , så du kan nogenlunde finde ud af deres andel af den samlede fedtmængde.

Noter

1. ↑ Ordbog over fremmede ord. - M .: " Russisk sprog ", 1989. - 624 s. ISBN 5-200-00408-8
2. ↑ 1 2 Forordninger om mængdeenheder, der er tilladt til brug i Den Russiske Føderation. Arkiveksemplar af 2. november 2013 på Wayback-maskinen godkendt ved dekret fra den russiske føderations regering af 31. oktober 2009 nr. 879.
3. ↑ OIML International Document D2. Legaliserede (officielt godkendte til brug) måleenheder. Bilag B (link ikke tilgængeligt) . Dato for adgang: 14. oktober 2013. Arkiveret fra originalen 14. oktober 2013. (ubestemt) 
4. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Enheder af mængder. Ordbogsreference. - M . : Forlag af standarder, 1990. - S. 56. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
5. ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). "Antyder historien om fødevareenergienheder en løsning på "kalorieforvirring"?" . Ernæringstidsskrift . 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), pp. 2957-2961.
7. ↑ Marks, Percy L. (14. januar 1928). "De to kalorier, Percy L. Marks" . natur . 121 (3037): 58. doi : 10.1038/ 121058d0 . Arkiveret fra originalen 2020-07-27 . Hentet 9. november 2019 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
8. ↑ 9. CGPM, opløsning 3: Vandets tredobbelte punkt; termodynamisk skala med et enkelt fikspunkt; enhed for varmemængde (joule). Arkiveret 8. maj 2020 på Wayback Machine , bipm.org .
9. ↑ 1 2 International Standard ISO 31-4 : Mængder og enheder, Del 4: Varme. Bilag B (informativt): Andre enheder angivet til orientering, især vedrørende omregningsfaktoren. International Organization for Standardization , 1992.
10. ↑ Rossini, Fredrick (1964). "Udflugt i kemisk termodynamik, fra fortiden ind i fremtiden" . Ren og anvendt kemi . 8 (2): 107. doi : 10.1351/ pac196408020095 . Arkiveret fra originalen 2018-10-04 . Hentet 21. januar 2013 . både IT-kalorien og den termokemiske kalorie er fuldstændig uafhængig af vandets varmekapacitet. Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
11. ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, bind 1 . - CRC Press, 1974. - S. 438. Arkiveret 8. marts 2021 på Wayback Machine
12. ↑ 1 2 3 Kalorie // Italien - Kvarkush. - M  .: Soviet Encyclopedia, 1973. - S. 229. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / chefredaktør A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 11).
13. ↑ Sena L. A. Enheder af fysiske størrelser og deres dimensioner. — M.: Nauka , 1977. — S. 159.
14. ↑ Sena L. A. Enheder af fysiske størrelser og deres dimensioner. — M.: Nauka , 1977. — S. 158.
15. ↑ Hvordan beregner fødevareproducenter kalorietallet for emballerede fødevarer?  (engelsk) , Scientific American . Arkiveret 24. maj 2020. Hentet 23. maj 2020.
16. ↑ Kalorier - fedt, protein, kulhydrater, alkohol. Kalorier per gram . Hentet 23. maj 2020. Arkiveret fra originalen 31. maj 2020. (ubestemt)
17. ↑ Da metabolismen i en levende organisme ikke er i stand til absolut oxidation, er den anden indikator altid mindre end den første i et vist forhold, hvilket afspejler metabolismens effektivitet.

Litteratur

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

Links

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Fantastisk norsk italiensk Britannica (online) Treccani