V problémech ve fyzice se energetické hodnoty pro různé procesy často uvádějí v kaloriích. V mezinárodním systému měření (SI) je však akceptovanou jednotkou této fyzikální veličiny joule. V článku se budeme podrobně zabývat otázkou převodu kilokalorií na jouly.
Co znamená hodnota?
Je nutné zabývat se samotným pojmem „kalorie“. A pak pokračujte v uvažování o tom, jak převést kilokalorie na jouly.
Do fyziky jej zavedl v roce 1824 francouzský vědec Nicolas Clement. Na konci 19. století a v první polovině 20. století se kalorie často využívaly ke kvantifikaci energetických procesů. Byla použita jako míra energie v technickém systému jednotek.
Hodnota se nazývá malá kalorie. Představuje energii (teplo), kterou je třeba přenést do 1 gramu vody, aby se ohřála o 1 stupeň Celsia.
Je tu také velká kalorie. Jeho hodnota se rovná energii potřebné k ohřátí 1 stupně již 1 kilogramu vody. Při zohlednění předpon pro jednotky měření se velká kalorie zaznamená jako 1 kcal=1000 cal.
Co je 1 kilokalorie v joulech?
Tato otázka bude mnohým připadat jednoduchá. Ve skutečnosti je k tomu potřeba vzít 1 kg vody, ohřát ji o 1 oC a změřit, kolik tepla bylo během tohoto procesu přeneseno. Problém je v tom, že tepelná kapacita vody závisí na její teplotě.
Pokud se podíváte na tabulková data, můžete pozorovat, jak v teplotním rozsahu od 0 oC do 100 oC, tepelná kapacita H 2O se mění z 4174 kJ/kg na 4220 kJ/kg. Navíc nejprve klesá a dosahuje minima při 30-40 oC a poté se opět zvyšuje až k bodu varu.
Bylo nalezeno východisko z této obtížné situace. Vědci svázali mimosystémovou jednotku energie s konkrétní teplotou vody. Dvě nejčastěji používané teploty jsou 15 oC a 20 oC.
V prvním případě mluvíme o standardní kalorii, je to 4 1868 J. Ve druhém případě jde o termochemickou kalorii, je o něco méně než standardní a rovná se 4, 184 J. Tyto hodnoty se od sebe liší pouze o 0,07 %.
Při řešení úloh ve fyzice se doporučuje použít větší z uvedených hodnot, tedy 1 cal=4,1868 J, protože tato hodnota je standardní, uznávaná v mnoha vyspělých zemích světa.
Podle toho se 1 kilokalorie v joulech bude rovnat 4186,8 J nebo 4,1868 kJ.
Kde jsou tyto znalosti důležité?
Jak je uvedeno výše, kalorie nenípoužívané ve vědě. Tam se doporučuje používat k měření energie joule.
Při výrobě potravinářských výrobků je však energetická hodnota jejich obsahu uváděna na etiketách v kilokaloriích. Tyto hodnoty jsou zpravidla duplikovány odpovídajícími údaji v kilojoulech. Mnoho moderních diet je však založeno na používání kalorického systému.
Proč je důležité znát energetickou hodnotu potravin, které člověk jí? Protože rozdíl mezi spotřebou kalorií a jejich příjmem ve formě jídla rozhoduje o tom, zda se váha zvýší nebo ne.
Každý, kdo se v životě setkal s touto otázkou, ví, že tuky obsahují 2,25krát více energie na jednotku hmotnosti než bílkoviny a sacharidy. Kromě toho existuje něco jako „prázdné kalorie“, které se týkají škodlivosti produktů (dodávají tělu energii, ale neobsahují živiny a vitamíny). Alkoholické nápoje jsou ukázkovým příkladem potravin s vysokým obsahem prázdných kalorií.
Příklad řešení problému
Pojďme vyřešit jednoduchý problém převodu kilokalorií na jouly. Dejme tomu, že člověk koupil v obchodě 2 kg masa. Ví, že tento produkt obsahuje 1250 kcal/kg. Musíte najít odpovídající hodnotu v joulech.
Vzhledem k tomu, že hmotnost masa je 2 kg, jeho obsah kalorií je 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. S vědomím, že 1 kcal=4186,8 J, použijeme poměr. Dostaneme: 25004186, 8=10467000 J nebo 10,467 MJ.
