Често при проблеми по физика енергийните стойности за различни процеси се дават в калории. Въпреки това, в международната система за измерване (SI), приетата единица за тази физическа величина е джаулът. В статията ще разгледаме подробно въпроса за преобразуването на килокалории в джаули.
Какво означава стойността?
Необходимо е да се справим със самото понятие "калория". След това пристъпете към разглеждане на въпроса как да конвертирате килокалории в джаули.
Въведен е във физиката през 1824 г. от френския учен Никола Клемент. В края на 19-ти век и през първата половина на 20-ти век калориите често се използват за количествено определяне на енергийните процеси. Използва се като мярка за енергия в Техническата система от единици.
Стойността се нарича малка калория. Той представлява енергията (топлината), която трябва да се прехвърли в 1 грам вода, за да се нагрее с 1 градус по Целзий.
Има и голяма калория. Стойността му е равна на енергията, необходима за загряване на 1 градус вече 1 килограм вода. Като се вземат предвид префиксите за мерни единици, голяма калория се записва като 1 kcal=1000 кал.
Какво е 1 килокалория в джаули?
Този въпрос ще изглежда лесен за мнозина. Наистина, за това трябва да вземете 1 кг вода, да я загреете с 1 oC и да измерите колко топлина е предадена по време на този процес. Проблемът е, че топлинният капацитет на водата зависи от нейната температура.
Ако погледнете табличните данни, можете да наблюдавате как в температурния диапазон от 0 oC до 100 oC, топлинният капацитет H 2O се променя от 4174 kJ/kg на 4220 kJ/kg. Освен това първо намалява, достигайки минимум при 30-40 oC, а след това отново нараства до точката на кипене.
Изходът от тази трудна ситуация беше намерен. Учените са свързали извънсистемна единица енергия с конкретна температура на водата. Двете най-често използвани температури са 15 oC и 20 oC.
В първия случай говорим за стандартна калория, тя е 4, 1868 J. Във втория случай става дума за термохимична калория, тя е малко по-малка от стандартната и е равна на 4, 184 J. Тези стойности се различават една от друга само с 0,07%.
При решаване на задачи по физика се препоръчва да се използва по-голямата от дадените стойности, тоест 1 кал=4,1868 J, тъй като тази стойност е стандартна, призната в много развити страни по света.
Съответно 1 килокалория в джаули ще бъде равна на 4186,8 J или 4,1868 kJ.
Къде е важно това знание?
Както споменахме по-горе, една калория не еизползвани в науката. Там се препоръчва използването на джаул за измерване на енергия.
Въпреки това, при производството на хранителни продукти енергийната стойност на тяхното съдържание се прилага върху етикетите в килокалории. По правило тези стойности се дублират със съответните цифри в килоджаули. Въпреки това, много съвременни диети се основават на използването на калорийна система.
Защо е важно да се знае енергийната стойност на храните, които човек яде? Защото разликата между консумацията на калории и приема им под формата на храна определя дали теглото ще се увеличи или не.
Всеки, който се е сблъсквал с този въпрос в живота си, знае, че мазнините съдържат 2,25 пъти повече енергия на единица маса, отколкото протеините и въглехидратите. Освен това има такова нещо като "празни калории", което се отнася до вредността на продуктите (те доставят енергия на тялото, но не съдържат хранителни вещества и витамини). Алкохолните напитки са отличен пример за храни с високо съдържание на празни калории.
Пример за решаване на проблеми
Нека решим прост проблем за преобразуване на килокалории в джаули. Да кажем, че човек е купил 2 кг месо в магазин. Той знае, че този продукт съдържа 1250 kcal/kg. Трябва да намерите съответната стойност в джаули.
Тъй като масата на месото е 2 кг, тогава съдържанието му на калории е 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. Знаейки, че 1 kcal=4186,8 J, ще използваме пропорцията. Получаваме: 25004186, 8=10467000 J или 10, 467 MJ.
