Калорія

Кало́рія (фр. calorie, від лат. calor (caloris) — жар, спека, з calere — бути теплим, гарячим), кал, cal — 1) У фізиці — позасистемна одиниця визначення тепла і термодинамічного потенціалу.

Зміст

1 Історична довідка
2 Характеристика
3 Джерела
4 Література
5 Автор

Історична довідка

Термін «калорія» впровадив у 1824 хімік і фізик Н. Клеман-Дезорм (1779–1841; Франція) для визначення кількості тепла, що виділяється під час згоряння палива. Визначення калорії вперше було наведено 1845 в «Національному словнику, або Універсальному словнику французької мови» (франц. «Dictionnaire national ou Dictionnaire universel de la langue française») лексикографа Л.-Н. Бешерелля (1802–1883; Франція). У 1866 це слово увійшло в англійську мову завдяки перекладу посібника «Елементарний трактат з експериментальної та прикладної фізики» («Traité élémentaire de physique expérimentale et appliqué»; 1851) А. Гано (1804–1887; Франція). Наприкінці 1880-х калорію популяризував у наукових працях фізик В. Оствальд.

Характеристика

Калорія — енергія, необхідна для зміни температури 1 г води на 1 °С, зокрема між 14,5 °С і 15,5 °С за умов стандартного атмосферного тиску в 1 атмосферу.

Теплоємність води залежить від температури і тиску, тому в метрології виділяють кілька різновидів калорії, що мають різні еквіваленти у джоулях (в міжнародній системі одиниць, СІ). У сучасній фізиці та метрології найчастіше використовують термохімічну калорію: 1[math]cal_{th}[/math]=4,184 Дж (згідно зі стандартом міжнародним ISO 31-4). Це значення є константою і не залежить від температури води чи інших фізичних умов.

Для інженерних розрахунків, особливо в теплоенергетиці, використовують міжнародну парову калорію (англ. International Steam Table, IT): 1[math]cal_{th}[/math]=4,1868 Дж (визначено П’ятою міжнародною конференцією щодо властивостей пари; м. Лондон, 1956). Залежно від початкової температури води:

калорія 15 °С — кількість енергії для нагрівання води з 14,5°C до 15,5°C (≈ 4,1855 Дж — середнє значення, затверджене Міжнародним комітетом мір і ваг у 1950);
калорія 20 °С — для нагрівання з 19,5 °С до 20,5 °С (≈ 4,182 Дж).

Для наукових робіт і професійного перекладу Національний інститут стандартів і технологій США рекомендує завжди використовувати значення 4,184 Дж (термохімічна калорія), якщо в контексті не вказано інше.

Часто використовують поняття кілокалорія (ккал), яка є енергією, необхідною для зміни температури 1 кг води на 1 °C під тиском в 1 атмосферу: 1 ккал = 4186 Дж.

2) У дієтології — калорія (частіше кілокалорія, ккал) — одиниця вимірювання енергетичної цінності (калорійності) харчових продуктів, що вказує на кількість енергії, яку отримує організм під час повного перетравлювання та окиснення поживних речовин (білків, жирів, вуглеводів). Калорії у дієтології почали застосовувати у 1890-х.

Фізіолог В. О. Етвотер (1844–1907; США) 1894 виміряв енергетичну цінність білків, жирів і вуглеводів. Саме тоді з’явилось позначення калорій (ккал) на етикетках харчових продуктів.

Спрощено енергетичну цінність (Е) 100 г харчового продукту визначають за формулою Етвотера Е=4Б+4В+9Ж, де базові коефіцієнти:

білки (Б) — 4 ккал/г;
вуглеводи (В) — 4 ккал/г;
жири (Ж) — 9 ккал/г;
алкоголь — 7 ккал/г.

Джерела

Метрологія. Узаконені одиниці вимірювань (OIML D 2:1999, IDT) : ДСТУ 3651.0:1997 – ДСТУ 3651.2:1997. Київ : Держспоживстандарт України, 2010. 24 с.

Література

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Донбас, 2004. Т. 1. 640 с.
Thompson A., Taylor B. N. Guide for the Use of the International System of Units (SI) : NIST Special Publication 811. 2008 Edition. Gaithersburg : NIST, 2008. 85 p.
Лінг С. Дж., Санні Дж., Мебс В. Термодинаміка. Т. 2 / Пер. з англ. ; за ред. В. М. Здещиця. Кривий Ріг : КДПУ, 2023. 450 с.