Просмотр кода страницы Калория

'''Кало́рия''' ({{lang-lat|calor}} — тепло, жар)<ref>Словарь иностранных слов. — М.: «[[Русский язык (издательство)|Русский язык]]», 1989. — 624 с. ISBN 5-200-00408-8</ref> — внесистемная единица количества [[теплота|теплоты]]; энергия, необходимая для нагревания 1 [[грамм]]а воды с 19,5 до 20,5 [[Градус Цельсия|градусов Цельсия]]. Определены и используются три разновидности калории, немного различающиеся своей величиной. В [[Россия|Российской Федерации]] все три вида калории допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока с областью применения «промышленность»<ref name="Единицы">[http://www.fundmetrology.ru/depository/01_npa/po879.pdf#page=8 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации.] {{Wayback|url=http://www.fundmetrology.ru/depository/01_npa/po879.pdf#page=8 |date=20131102193757 }} Утверждено Постановлением [[Правительство Российской Федерации|Правительства РФ]] от 31 октября 2009 г. № 879.</ref>. 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»<ref>{{Cite web |url=http://www.fundmetrology.ru/depository/04_IntDoc_all/MD2.pdf#page=30 |title=Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В |accessdate=2013-10-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20131014173821/http://www.fundmetrology.ru/depository/04_IntDoc_all/MD2.pdf#page=30 |archivedate=2013-10-14 |url-status=dead }}</ref>. Первым термин «калория» применил шведский физик [[Вильке, Иоганн Карл|Иоганн Вильке]] (1732—1796)<ref name="Деньгуб">{{книга |автор=Деньгуб В. М., Смирнов В. Г.|заглавие= Единицы величин. Словарь-справочник|ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство=Издательство стандартов |год=1990 |том= |страниц=240 |страницы=56 |isbn= 5-7050-0118-5|ref= }}</ref>.

== Этимология и история ==
Само слово происходит от {{lang-fr|calorie}}, которое, в свою очередь, происходит от {{lang-la|calor}}, означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории)<ref name="Деньгуб" />. «Большая» калория была впервые представлена [[Клеман-Дезорм, Николя|Николя Клеман-Дезормом]] как единица тепловой энергии в лекциях в 1819—1824 годах<ref name=Hist/><ref name="Hargrove">JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», ''J Nutr'' 136/12 (December 2006), pp. 2957—2961.</ref>. «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))<ref name="Hargrove"/>.

Использование килограмма-калории (ккал) для питания было представлено профессором Уэслианского университета [[Этуотер, Уилбур|Уилбуром Олином Этуотером]] в 1887 году<ref name=Hist>{{cite journal|last=Hargrove|first=James L|title=Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"? |journal=Nutrition Journal |year=2007|volume=6|issue=44|pages=44|doi=10.1186/1475-2891-6-44 |pmid=18086303|pmc=2238749}}</ref>.

Современная калория (кал) была впервые признана единицей системы [[СГС]] в 1896 году<ref name="Hargrove"/> 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<ref>{{cite journal
|url=https://www.nature.com/articles/121058d0
|accessdate=2019-11-09
|title=The Two Calories, Percy L. Marks
|journal=Nature
|date=January 14, 1928
|volume=121
|issue=3037
|pages=58
|doi=10.1038/121058d0
|last1=Marks
|first1=Percy L.
|archive-date=2020-07-27
|archive-url=https://web.archive.org/web/20200727074811/https://www.nature.com/articles/121058d0
|url-status=live
}}</ref>. Использование калорий было официально осуждено девятой Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/9/3/ ''9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule).''] {{Wayback|url=http://www.bipm.org/en/CGPM/db/9/3/ |date=20200508144051 }}, ''bipm.org.''</ref>.

== Определения ==
Общий подход к определению калории связан с удельной [[теплоёмкость]]ю воды и состоит в том, что калория определяется как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 [[Килограмм|грамма]] [[вода|воды]] на 1 [[градус Цельсия]] при [[атмосфера (единица измерения)|стандартном атмосферном давлении]] {{nobr|101 325 [[Паскаль (единица измерения)|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<ref name="Единицы" />, среди которых наиболее часто используются:

* Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 [[Джоуль|Дж]] точно<ref name="iso31-4">International Standard [[ISO 31-4]]: Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. [[International Organization for Standardization]], 1992.</ref>.
* Калория термохимическая (русское обозначение: кал<sub>ТХ</sub>; международное: cal<sub>th</sub>), 1 кал<sub>ТХ</sub> = 4,1840 [[Джоуль|Дж]] точно<ref name="iso31-4"/><ref name=Rossini>{{cite journal|last=Rossini|first=Fredrick|title=Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future|journal=Pure and Applied Chemistry|year=1964|volume=8|issue=2|page=107|doi=10.1351/pac196408020095|url=http://iupac.org/publications/pac/8/2/0095/|accessdate=2013-01-21|authorlink=Frederick Rossini|quote=both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.|doi-access=free|archive-date=2018-10-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20181004201436/http://iupac.org/publications/pac/8/2/0095/|url-status=live}}</ref><ref>{{cite book|last=Lynch|first=Charles T.|title=Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1|date=1974|publisher=CRC Press|page=438|url=https://books.google.com/books?id=QdU-lRMjOsgC&pg=PA444|accessdate=8 March 2014}} {{Cite web |url=https://books.google.com/books?id=QdU-lRMjOsgC&pg=PA444 |title=Источник |access-date=2020-05-23 |archive-date=2021-03-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210308020323/https://books.google.com/books?id=QdU-lRMjOsgC&pg=PA444 |url-status=unfit }}</ref>.
* Калория 15-градусная (русское обозначение: кал<sub>15</sub>; международное: cal<sub>15</sub>), 1 кал<sub>15</sub> ≈ 4,1855 [[Джоуль|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)<ref name=bse3/>.

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-час]]а<ref name=bse3/> (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 [[Кратные единицы|кратная единица]] измерения количества тепловой энергии — '''[[Гига-|гигакалория]]''' (Гкал) (10<sup>9</sup> калорий). Для измерения [[Мощность|тепловой мощности]] используется производная единица Гкал/[[час|ч]] (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты, произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени.

Кроме того, калория применяется при оценках [[Энергетическая ценность|энергетической ценности]] («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в '''[[кило-|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''<ref name=bse3>{{БСЭ3 |статья= Калория|том=11 |страницы=229}}</ref>.

Для измерения количества энергии используются также '''мегакалория''' (1 Мкал = 10<sup>6</sup> кал) и '''теракалория''' (1 Ткал = 10<sup>12</sup> кал).

{{Кратные и дольные единицы|калория|кал|cal}}

== Связь с другими единицами ==
Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 [[Джоуль|Дж]].

* 1 Дж ≈ 0,2388458966 кал.
* 1 [[кВт·ч]] ≈ 0,859845 Мкал.
* 1 Гкал = 1163 кВт·ч (точно).
* 1 [[эВ]] = (1,602176634·10<sup>−19</sup> / 4,1868) кал (точно) ≈ 3,8267331145·10<sup>−20</sup> кал.
* 1 кал = (4,1868 / 1,602176634·10<sup>−19</sup>) эВ (точно) ≈ 2,6131950193·10<sup>19</sup> 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 [[Тротиловый эквивалент|килотонна тротилового эквивалента]] = 1 Ткал<sub>ТХ</sub> ≈ 1 Ткал.

=== Связанные единицы ===

==== Фригория ====
{{Falseredirect|Фригория}}
Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории<ref>''[[Сена, Лев Аронович|Сена Л. А.]]'' Единицы физических величин и их размерности. — М.: [[Наука (издательство)|Наука]], 1977. — С. 159.</ref>.

==== Термия ====
{{Falseredirect|Термия}}
Единица измерения теплоты, численно равная 1 мегакалории (10<sup>6</sup> калориям)<ref>''[[Сена, Лев Аронович|Сена Л. А.]]'' Единицы физических величин и их размерности. — М.: [[Наука (издательство)|Наука]], 1977. — С. 158.</ref>.

==== Британская тепловая единица ====
{{main|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 [[Английская система мер|имперские единицы]]: 1 BTU равна энергии, необходимой для нагревания 1 [[Фунт (единица измерения)|фунта]] воды на 1 [[градус Фаренгейта]]. Численно равна 251,7 калориям

==== Килотонна ТНТ ====
{{main|Тротиловый эквивалент}}
Для измерения энерговыделения взрывных процессов используется тротиловый эквивалент. Ввиду почти точного, в пределах процентов, совпадения энергии взрывного разложения 1 грамма [[тротил]]а (тринитротолуола, ТНТ) и 1 килокалории, условно принимается, что 1 килотонна ТНТ в энергетическом выражении соответствует 1 термохимической теракалории (10<sup>12</sup> калориям<sub>ТХ</sub>).

== Калорийность ==
{| class="wikitable" style="text-align:up; float:right; margin:5px 0px 20px 20px"
 ! Питательное вещество
 ! Килокалорий на грамм
 |-
 | [[Углеводы]]
 | 3,75
 |-
 | [[Белки]]
 | 4<ref name=SciAm>{{Cite news|url=https://www.scientificamerican.com/article/how-do-food-manufacturers/|title=How Do Food Manufacturers Calculate the Calorie Count of Packaged Foods?|work=Scientific American|access-date=2017-09-08|language=en|accessdate=2020-05-23|archivedate=2020-05-24|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200524142708/https://www.scientificamerican.com/article/how-do-food-manufacturers/}}</ref>
 |-
 | [[Жиры]]
 | 9
 |-
 | [[Этиловый спирт]] 
 | 7<ref>{{cite web|url=http://www.nutristrategy.com/nutrition/calories.htm|title=Calories - Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram|publisher=|access-date=2020-05-23|archive-date=2020-05-31|archive-url=https://web.archive.org/web/20200531162214/http://www.nutristrategy.com/nutrition/calories.htm|url-status=live}}</ref>
 |}
{{main|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 [[калориметр]]е и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере [[калориметр]]а измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории — таким образом можно узнать ''физиологическую'' энергетическую ценность пищи<ref>Поскольку обмен веществ в живом организме не способен к абсолютному окислению, второй показатель всегда меньше первого в определённой пропорции, отражающей эффективность обмена веществ.</ref>. 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 {{nobr|4—8,5 ккал/г}}, поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* Химическая энциклопедия, ISBN 5-85270-008-8

== Ссылки ==
{{wiktionary|калория}}

{{Внешние ссылки}}

[[Категория:Единицы измерения энергии в физике]]