اغلب در مسائل فیزیک، مقادیر انرژی برای فرآیندهای مختلف به کالری داده می شود. با این حال، در سیستم بین المللی اندازه گیری (SI)، واحد پذیرفته شده برای این کمیت فیزیکی ژول است. در این مقاله به تفصیل موضوع تبدیل کیلوکالری به ژول را بررسی خواهیم کرد.
معنی ارزش چیست؟
لازم است به مفهوم "کالری" بپردازیم. و سپس به بررسی این سوال ادامه دهید که چگونه کیلو کالری را به ژول تبدیل کنیم.
در سال 1824 توسط دانشمند فرانسوی نیکلاس کلمنت وارد فیزیک شد. در پایان قرن نوزدهم و در نیمه اول قرن بیستم، کالری اغلب برای تعیین کمیت فرآیندهای انرژی استفاده می شد. این به عنوان اندازه گیری انرژی در سیستم فنی واحدها استفاده شد.
مقدار کالری کوچک نامیده می شود. این انرژی (گرما) را نشان می دهد که باید به 1 گرم آب منتقل شود تا 1 درجه سانتیگراد گرم شود.
کالری زیادی نیز وجود دارد. مقدار آن برابر با انرژی مورد نیاز برای گرم کردن 1 درجه در حال حاضر 1 کیلوگرم آب است. با در نظر گرفتن پیشوندهای واحدهای اندازه گیری، یک کالری زیاد به عنوان 1 کیلو کالری ثبت می شود.=1000 کالری.
1 کیلو کالری برحسب ژول چیست؟
این سوال برای بسیاری ساده به نظر می رسد. در واقع، برای این کار باید 1 کیلوگرم آب مصرف کنید، آن را با 1 oC گرم کنید و اندازه گیری کنید که در طول این فرآیند چقدر گرما منتقل شده است. مشکل این است که ظرفیت گرمایی آب به دمای آن بستگی دارد.
اگر به داده های جدولی نگاه کنید، می توانید مشاهده کنید که چگونه، در محدوده دما از 0 oC تا 100 oC ، ظرفیت گرمایی H 2O از 4174 کیلوژول بر کیلوگرم به 4220 کیلوژول بر کیلوگرم تغییر می کند. علاوه بر این، ابتدا کاهش می یابد و به حداقل 30-40 oC می رسد و سپس دوباره تا نقطه جوش افزایش می یابد.
راه برون رفت از این شرایط سخت پیدا شد. دانشمندان یک واحد انرژی خارج از سیستم را به دمای خاصی از آب گره زدند. دو دمایی که بیشترین استفاده را دارند عبارتند از 15 oC و 20 oC.
در مورد اول، ما در مورد یک کالری استاندارد صحبت می کنیم، آن 4، 1868 ژول است. در مورد دوم، آن حدود یک کالری ترموشیمیایی است، کمی کمتر از استاندارد است و برابر است با 4, 184 J. این مقادیر تنها 0.07% با یکدیگر تفاوت دارند.
هنگام حل مسائل در فیزیک، توصیه می شود از مقادیر بزرگتر از مقادیر داده شده استفاده شود، یعنی 1 کالری=4.1868 J، زیرا این مقدار استاندارد است و در بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان به رسمیت شناخته شده است.
بر این اساس، 1 کیلو کالری در ژول برابر با 4186.8 ژول یا 4.1868 کیلوژول خواهد بود.
این دانش کجا مهم است؟
همانطور که در بالا ذکر شد، کالری نیستدر علم استفاده می شود. در آنجا توصیه می شود از ژول برای اندازه گیری انرژی استفاده کنید.
با این وجود، در تولید محصولات غذایی، ارزش انرژی محتویات آنها بر روی برچسب ها بر حسب کیلو کالری اعمال می شود. به عنوان یک قاعده، این مقادیر با ارقام مربوطه در کیلوژول کپی می شوند. با این حال، بسیاری از رژیم های غذایی مدرن مبتنی بر استفاده از یک سیستم کالری هستند.
چرا دانستن ارزش انرژی غذاهایی که فرد می خورد مهم است؟ زیرا تفاوت بین مصرف کالری و دریافت آنها در قالب غذا تعیین کننده افزایش یا عدم افزایش وزن است.
همه کسانی که در زندگی خود با این سوال مواجه شده اند می دانند که چربی ها در هر واحد جرم ۲.۲۵ برابر بیشتر از پروتئین ها و کربوهیدرات ها انرژی دارند. علاوه بر این، چیزی به عنوان "کالری خالی" وجود دارد که به مضر بودن محصولات اشاره دارد (آنها انرژی بدن را تامین می کنند، اما حاوی مواد مغذی و ویتامین نیستند). نوشیدنی های الکلی نمونه بارز غذاهای پر کالری هستند.
نمونه ای از حل مسئله
بیایید یک مشکل ساده تبدیل کیلو کالری به ژول را حل کنیم. فرض کنید شخصی 2 کیلوگرم گوشت از یک فروشگاه خریده است. او می داند که این محصول حاوی 1250 کیلو کالری بر کیلوگرم است. شما باید مقدار مربوطه را در ژول پیدا کنید.
از آنجایی که جرم گوشت 2 کیلوگرم است، پس محتوای کالری آن 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal است. با دانستن اینکه 1 کیلو کالری=4186.8 ژول، از نسبت استفاده خواهیم کرد. ما دریافت می کنیم: 25004186، 8=10467000 J یا 10، 467 MJ.
