Калория

Кало́рия (лат. calor — тепло, жар) — 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». 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». Первым термин «калория» применил шведский физик (Иоганн Вильке) (1732—1796).

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). «Большая» калория была впервые представлена (Николя Клеман-Дезормом) как единица тепловой энергии в лекциях в 1819—1824 годах. «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)).

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

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

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, среди которых наиболее часто используются:

• Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точно.
• Калория термохимическая (русское обозначение: кал_ТХ; международное: cal_th), 1 кал_ТХ ≈ 4,1840 Дж.
• 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).

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 (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.

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
10^1 кал	декакалория	дакал	dacal	10^−1 кал	децикалория	дкал	dcal
10^2 кал	гектокалория	гкал	hcal	10^−2 кал	сантикалория	скал	ccal
10^3 кал	килокалория	ккал	kcal	10^−3 кал	милликалория	мкал	mcal
10^6 кал	мегакалория	Мкал	Mcal	10^−6 кал	микрокалория	мккал	µcal
10^9 кал	гигакалория	Гкал	Gcal	10^−9 кал	нанокалория	нкал	ncal
10^12 кал	теракалория	Ткал	Tcal	10^−12 кал	пикокалория	пкал	pcal
10^15 кал	петакалория	Пкал	Pcal	10^−15 кал	фемтокалория	фкал	fcal
10^18 кал	эксакалория	Экал	Ecal	10^−18 кал	аттокалория	акал	acal
10^21 кал	зеттакалория	Зкал	Zcal	10^−21 кал	зептокалория	зкал	zcal
10^24 кал	йоттакалория	Икал	Ycal	10^−24 кал	иоктокалория	икал	ycal
10^27 кал	роннакалория		Rcal	10^−27 кал	ронтокалория		rcal
10^30 кал	кветтакалория		Qcal	10^−30 кал	квектокалория		qcal
рекомендовано к применению  применять не рекомендуется

Связь с другими единицами

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

• 1 Дж ≈ 0,2388458966 кал.
• 1 (кВт·ч) ≈ 0,859845 Мкал.
• 1 Гкал = 1163 кВт·ч (точно).
• 1 (эВ) = (1,602176634·10⁻¹⁹ / 4,1868) кал (точно) ≈ 3,8267331145·10⁻²⁰ кал.
• 1 кал = (4,1868 / 1,602176634·10⁻¹⁹) эВ (точно) ≈ 2,6131950193·10¹⁹ эВ.
• 1 (британская тепловая единица) (BTU) ≈ 252 кал.
• 1 ккал ≈ 3,968 (BTU).
• 1 (эквивалент барреля нефти) (BOE) ≈ 1,46 Гкал.
• 1 Гкал ≈ 0,684 (BOE).
• 1 килотонна тротилового эквивалента = 1 Ткал_ТХ ≈ 1 Ткал.

Связанные единицы

Фригория

Запрос «Фригория» перенаправляется сюда. На эту тему нужно .

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

Термия

Запрос «Термия» перенаправляется сюда. На эту тему нужно .

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

Британская тепловая единица

Основная статья: (Британская тепловая единица)

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).

Килотонна ТНТ

Основная статья: Тротиловый эквивалент

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 калориям_ТХ).

Калорийность

Питательное вещество	Килокалорий на грамм
Углеводы	3,75
Белки	4
Жиры	9
Этиловый спирт	7

Основная статья: (Пищевая энергетическая ценность)

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. 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.
2. Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. от 2 ноября 2013 на Wayback Machine Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879.
3.   (неопр.). Дата обращения: 14 октября 2013. Архивировано из оригинала 14 октября 2013 года.
4. Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 56. — 240 с. — .
5. Hargrove, James L (2007). "Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"?". Nutrition Journal. 6 (44): 44. doi:10.1186/1475-2891-6-44. PMC 2238749. PMID 18086303.{{}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) ()
6. JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957—2961.
7. Marks, Percy L. (January 14, 1928). "The Two Calories, Percy L. Marks". Nature. 121 (3037): 58. doi:10.1038/121058d0. 27 июля 2020. Дата обращения: 9 ноября 2019.
8. 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule). от 8 мая 2020 на Wayback Machine, bipm.org.
9. International Standard : Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
10. (1964). "Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future". Pure and Applied Chemistry. 8 (2): 107. doi:10.1351/pac196408020095. 4 октября 2018. Дата обращения: 21 января 2013. both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.
11. Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. — CRC Press, 1974. — P. 438.   (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2020. Архивировано 8 марта 2021 года.
12. 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.
15. "How Do Food Manufacturers Calculate the Calorie Count of Packaged Foods?". Scientific American (англ.). 24 мая 2020. Дата обращения: 8 сентября 2017. {{}}: Указан более чем один параметр |accessdate= and |access-date= ()
16. Calories - Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram  (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2020. 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

• Химическая энциклопедия,

Ссылки