Adesea, în problemele de fizică, valorile energetice pentru diferite procese sunt date în calorii. Cu toate acestea, în sistemul internațional de măsurători (SI), unitatea acceptată pentru această mărime fizică este joule. În articol, vom analiza în detaliu problema conversiei kilocaloriilor în jouli.
Ce înseamnă valoarea?
Este necesar să se ocupe chiar de conceptul de „calorie”. Apoi continuați să luați în considerare întrebarea cum să convertiți kilocaloriile în jouli.
A fost introdus în fizică în 1824 de către omul de știință francez Nicolas Clement. La sfârșitul secolului al XIX-lea și în prima jumătate a secolului al XX-lea, caloriile erau adesea folosite pentru a cuantifica procesele energetice. A fost folosit ca măsură de energie în Sistemul Tehnic de Unități.
Valoarea se numește o calorie mică. Reprezintă energia (căldura) care trebuie transferată la 1 gram de apă pentru a-l încălzi cu 1 grad Celsius.
Există și o mare calorie. Valoarea sa este egală cu energia necesară pentru a încălzi 1 grad deja 1 kilogram de apă. Luând în considerare prefixele pentru unitățile de măsură, o calorie mare este înregistrată ca 1 kcal=1000 cal.
Ce este 1 kilocalorie în jouli?
Această întrebare va părea simplă pentru mulți. Într-adevăr, pentru aceasta trebuie să luați 1 kg de apă, să îl încălziți cu 1 oC și să măsurați câtă căldură a fost transferată în timpul acestui proces. Problema este că capacitatea termică a apei depinde de temperatura acesteia.
Dacă te uiți la datele tabelare, poți observa cum, în intervalul de temperatură de la 0 oC la 100 oC, capacitatea termică H 2O se modifică de la 4174 kJ/kg la 4220 kJ/kg. Mai mult, mai întâi scade, atingând un minim la 30-40 oC, apoi crește din nou până la punctul de fierbere.
S-a găsit calea de ieșire din această situație dificilă. Oamenii de știință au legat o unitate de energie din afara sistemului de o anumită temperatură a apei. Cele două temperaturi cel mai frecvent utilizate sunt 15 oC și 20 oC.
În primul caz, vorbim despre o calorie standard, este 4, 1868 J. În al doilea caz, este vorba despre o calorie termochimică, este puțin mai mică decât cea standard și este egală cu 4, 184 J. Aceste valori diferă între ele doar cu 0,07%.
La rezolvarea problemelor de fizică, se recomandă utilizarea celei mai mari dintre valorile date, adică 1 cal=4,1868 J, deoarece această valoare este standard, recunoscută în multe țări dezvoltate ale lumii.
În consecință, 1 kilocalorie în jouli va fi egal cu 4186,8 J sau 4,1868 kJ.
Unde sunt importante aceste cunoștințe?
După cum sa menționat mai sus, o calorie nu estefolosit în știință. Acolo este recomandat să utilizați joule pentru a măsura energia.
Cu toate acestea, în producția de produse alimentare, valoarea energetică a conținutului acestora se aplică pe etichete în kilocalorii. De regulă, aceste valori sunt duplicate de cifrele corespunzătoare în kilojuli. Cu toate acestea, multe diete moderne se bazează pe utilizarea unui sistem de calorii.
De ce este important să cunoaștem valoarea energetică a alimentelor pe care o persoană le consumă? Pentru că diferența dintre consumul de calorii și aportul lor sub formă de alimente determină dacă greutatea va crește sau nu.
Toți cei care s-au confruntat cu această întrebare în viața lor știu că grăsimile conțin de 2,25 ori mai multă energie pe unitatea de masă decât proteinele și carbohidrații. În plus, există și „calorii goale”, care se referă la nocivitatea produselor (acestea furnizează energie organismului, dar nu conțin nutrienți și vitamine). Băuturile alcoolice sunt un prim exemplu de alimente bogate în calorii goale.
Exemplu de rezolvare a problemelor
Să rezolvăm o problemă simplă de conversie a kilocaloriilor în jouli. Să presupunem că o persoană a cumpărat 2 kg de carne într-un magazin. El știe că acest produs conține 1250 kcal/kg. Trebuie să găsiți valoarea corespunzătoare în jouli.
Deoarece masa de carne este de 2 kg, atunci conținutul ei de calorii este de 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. Știind că 1 kcal=4186,8 J, vom folosi proporția. Primim: 25004186, 8=10467000 J sau 10, 467 MJ.
