Quanti grammi equivalgono a una caloria

Unità di energia utilizzata nella nutrizione

"kcal" reindirizza qui. Questo articolo riguarda l'unità di energia. Per altri usi, vedi KCAL (disambigua) e Calorie (disambigua).

caloria
Unità di	energia
Simbolo	cal
1 cal in ...	... è uguale a ...
Unità SI	4.184 J

La caloria è un'unità di energia che ha avuto origine dalla teoria calorica del calore. ^{[1] [2]} La grande caloria , la caloria alimentare , la caloria dietetica o la caloria chilogrammo è definita come la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un litro d'acqua di un grado Celsius (o un kelvin). ^{[1] [3]} La piccola caloria o grammo calorico è definita come la quantità di calore necessaria per provocare lo stesso aumento in un millilitro d'acqua. ^{[3] [4] [5] [1]} Quindi, 1 grande caloria è uguale a 1000 piccole calorie.

Nella nutrizione e nella scienza dell'alimentazione, il termine caloria e il simbolo cal possono riferirsi all'unità grande o alla piccola unità in diverse regioni del mondo. Viene generalmente utilizzato nelle pubblicazioni e nelle etichette delle confezioni per esprimere il valore energetico degli alimenti per porzione o per peso, l'apporto calorico dietetico raccomandato, i tassi metabolici ^{[6] [7],} ecc. Alcuni autori raccomandano l'ortografia Calorie e il simbolo Cal (entrambi con la C maiuscola) se si intende la grande caloria, per evitare confusione; ^[8] Tuttavia, questa convenzione è spesso ignorata. ^{[6] [7] [8]}

In fisica e chimica, la parola caloria e il suo simbolo di solito si riferiscono alla piccola unità, quella grande è chiamata chilocaloria (kcal). Tuttavia, la kcal non fa ufficialmente parte del Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI), ed è considerata obsoleta, ^essendo stata sostituita in molti usi dall'unità di misura dell'energia derivata dal SI, il joule (J), ^[9] o il kilojoule (kJ) per 1000 joule.

L'equivalenza precisa tra calorie e joule è variata nel corso degli anni, ma in termochimica e nutrizione si presume ora generalmente che una (piccola) caloria (caloria termochimica ) sia uguale esattamente a 4,184 J, e quindi una chilocaloria (una grande caloria) sia 4184 J o 4,184 kJ. ^{[10] [11]}

Storia

Il termine "caloria" deriva dal latino calor 'calore'. ^[12] Fu introdotto per la prima volta da Nicolas Clément, come unità di misura dell'energia termica, nelle lezioni di calorimetria sperimentale durante gli anni 1819-1824. Questa era la caloria "grande". ^{[2] [13] [14]} Il termine (scritto con la "c" minuscola) entrò nei dizionari francese e inglese tra il 1841 e il 1867.

Lo stesso termine fu usato per l'unità "piccola" da Pierre Antoine Favre (chimico) e Johann T. Silbermann (fisico) nel 1852.

Nel 1879, Marcellin Berthelot distinse tra grammo-caloria e chilogrammo-caloria, e propose di usare "Caloria", con la "C" maiuscola, per l'unità grande. ^[2] Questo uso fu adottato da Wilbur Olin Atwater, un professore alla Wesleyan University, nel 1887, in un articolo influente sul contenuto energetico degli alimenti. ^{[2] [13]}

L'unità più piccola fu utilizzata dal medico statunitense Joseph Howard Raymond, nel suo classico libro di testo del 1894 A Manual of Human Physiology . ^[15] Propose di chiamare l'unità "grande" "chilocaloria", ma il termine non prese piede fino a qualche anno dopo.

La piccola caloria (cal) fu riconosciuta come unità del sistema CGS nel 1896, ^{[2] [14]} accanto all'unità di energia CGS già esistente, l'erg (suggerito per la prima volta da Clausius nel 1864, con il nome di ergon , e adottato ufficialmente nel 1882).

Nel 1928, c'erano già serie lamentele sulla possibile confusione derivante dalle due principali definizioni di caloria e sul fatto che l'idea di usare la lettera maiuscola per distinguerle fosse valida. ^[16]

Il joule era il SI ufficialmente adottato unità di misura dell'energia alla nona Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure nel 1948. ^{[17] [9]} La caloria è stata menzionata nella settima edizione dell'opuscolo SI come esempio di unità non SI. ^[10]

L'ortografia alternativa calory è una variante meno comune e non standard. ^[12]

Definizioni

La "piccola" caloria è ampiamente definita come la quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 °C (o 1 K, che è lo stesso incremento, una gradazione dell'uno per cento dell'intervallo tra il punto di fusione e il punto di ebollizione dell'acqua). La quantità effettiva di energia richiesta per realizzare questo aumento di temperatura dipende dalla pressione atmosferica e dalla temperatura di partenza; diverse scelte di questi parametri hanno portato a diversi definizioni dell'unità.

Nome	Simbolo	Conversioni	Definizione e note
Calorico termochimico	cal th	≡ 4,184 J ≈ 0,003964 BTU ≈ 1,162×10 −6 kW⋅h ≈ 2,611×10 19 eV	La quantità di energia è esattamente pari a 4,184 J (joule) e 1 kJ ≈ 0,239 kcal. [18] [19] [20] [11] [a]
4 °C calorie	cal 4	≈ 4,204 J ≈ 0,003985 BTU ≈ 1,168×10 −6 kW⋅h ≈ 2,624×10 19 eV	La quantità di energia necessaria per riscaldare un grammo di acqua priva di aria da 3,5 a 4,5 °C a pressione atmosferica standard. [b]
15 °C calorie	cal 15	≈ 4,1855 J ≈ 0,0039671 BTU ≈ 1,1626×10 −6 kW⋅h ≈ 2,6124×10 19 eV	La quantità di energia necessaria per riscaldare un grammo di acqua priva d'aria da 14,5 a 15,5 °C alla pressione atmosferica standard. [b] I valori sperimentali di questa caloria variavano da 4,1852 a 4,1858 J. Il CIPM nel 1950 pubblicò un valore sperimentale medio di 4,1855 J, rilevando un'incertezza di 0,0005 J. [18]
20 °C calorico	cal 20	≈ 4,182 J ≈ 0,003964 BTU ≈ 1,162×10 −6 kW⋅h ≈ 2,610×10 19 eV	La quantità di energia necessaria per riscaldare un grammo di acqua priva d'aria da 19,5 a 20,5 °C a pressione atmosferica standard. [b]
Media calorica	media	≈ 4,190 J ≈ 0,003971 BTU ≈ 1,164×10 −6 kW⋅h ≈ 2,615×10 19 eV	Definito come 1/100 della quantità di energia necessaria per riscaldare un grammo di acqua priva d'aria da 0 a 100 °C a pressione atmosferica standard. [b]
Tavola internazionale del vapore calorica (1929)	≈ 4,1868 J ≈ 0,0039683 BTU ≈ 1,1630×10 −6 kW⋅h ≈ 2,6132×10 19 eV	Definito come 1⁄860 wattora "internazionali" = 180⁄43 joule "internazionali" esattamente. [c]
Calorie della Tabella Internazionale del Vapore (1956)	cal IT	≡ 4,1868 J ≈ 0,0039683 BTU = 1,1630×10 −6 kW⋅h ≈ 2,6132×10 19 eV	Definito come 1,163 mW⋅h = 4,1868 J esattamente. Questa definizione è stata adottata dalla Quinta Conferenza Internazionale sulle Proprietà del Vapore (Londra, luglio 1956). [18]

Le due definizioni più comuni nella letteratura più antica sembrano essere la caloria a 15 °C e la caloria termochimica . Fino al 1948, quest'ultimo era definito come 4,1833 joule internazionali; l'attuale standard di 4,184 J è stato scelto per far sì che la nuova caloria termochimica rappresenti la stessa quantità di energia di prima. ^[19]

Negli

Stati Uniti, in un contesto nutrizionale, l'unità "grande" è usata quasi esclusivamente. ^[23] È generalmente scritto "calorie" con la "c" minuscola e il simbolo "cal", anche nelle pubblicazioni governative. ^{[6] [7]} L'unità SI kilojoule (kJ) può essere utilizzata in contesti giuridici o scientifici. ^{La maggior parte} dei nutrizionisti americani preferisce l'unità di chilocaloria all'unità di kilojoule, mentre la maggior parte dei fisiologi preferisce usare i kilojoule. Nella maggior parte degli altri paesi, i nutrizionisti preferiscono il kilojoule alla kilocaloria. ^[26]

Nell'Unione Europea, sulle etichette dei dati nutrizionali, l'energia è espressa sia in kilojoule che in kilocalorie, abbreviate rispettivamente in "kJ" e "kcal". ^[27]

In Cina, vengono dati solo kilojoule. ^[28]

Energia alimentare

L'unità è più comunemente utilizzata per esprimere l'energia alimentare, ovvero l'energia specifica (energia per massa) di metabolizzare diversi tipi di alimenti. Ad esempio, il grasso (lipidi trigliceridi) contiene 9 chilocalorie per grammo (kcal/g), mentre I carboidrati (zucchero e amido) e le proteine contengono circa 4 kcal/g. ^[29] L'alcol negli alimenti contiene 7 kcal/g. ^[30] L'unità "grande" viene utilizzata anche per esprimere l'assunzione o il consumo nutrizionale raccomandato, come in "calorie al giorno".

La dieta è la pratica di mangiare cibo in modo regolato per diminuire, mantenere o aumentare il peso corporeo o per prevenire e curare malattie come il diabete e l'obesità. Poiché la perdita di peso dipende dalla riduzione dell'apporto calorico, diversi tipi di diete a ridotto contenuto calorico hanno dimostrato di essere generalmente efficaci. ^[31]

Chimica e fisica

In altri contesti scientifici, il termine "caloria" e il simbolo "cal" si riferiscono quasi sempre all'unità piccola; l'unità "grande" è generalmente chiamata "chilocaloria" con il simbolo "kcal". Viene utilizzato principalmente per esprimere la quantità di energia rilasciata in una reazione chimica o in una fase variazione, tipicamente per mole di sostanza, come in chilocalorie per mole. ^[32] Viene anche occasionalmente utilizzato per specificare altre quantità di energia che si riferiscono all'energia di reazione, come l'entalpia di formazione e la dimensione delle barriere di attivazione. ^[33] Tuttavia, viene sempre più sostituito dall'unità SI, il joule (J); e multipli metrici di essi, come il kilojoule (kJ). ^{[ citazione necessaria ]}

L'uso persistente in chimica è in gran parte dovuto al fatto che l'energia rilasciata da una reazione in soluzione acquosa, espressa in chilocalorie per mole di reagente, è numericamente vicina alla concentrazione del reagente in moli per litro moltiplicata per la variazione della temperatura della soluzione in kelvin o gradi Celsius. Tuttavia, questa stima presuppone che la capacità termica volumetrica della soluzione sia di 1 kcal/(L⋅K), che non è esatta nemmeno per la soluzione pura Acqua. ^{[ citazione necessaria ]}

Vedi anche

Riferimenti