Füüsikaprobleemide puhul on sageli erinevate protsesside energiaväärtused antud kalorites. Rahvusvahelises mõõtmissüsteemis (SI) on selle füüsikalise suuruse aktsepteeritud ühik aga džaul. Artiklis käsitleme üksikasjalikult kilokalorite džaulideks teisendamist.
Mida väärtus tähendab?
Tuleb tegeleda "kalori" mõistega. Seejärel jätkake küsimusega, kuidas teisendada kilokaloreid džaulideks.
Selle tõi füüsikasse 1824. aastal prantsuse teadlane Nicolas Clement. 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi esimesel poolel kasutati kaloreid sageli energiaprotsesside kvantifitseerimiseks. Seda kasutati ühikute tehnilises süsteemis energia mõõtjana.
Väärtust nimetatakse väikeseks kaloriks. See tähistab energiat (soojust), mis tuleb üle kanda 1 grammile veele, et see soojendaks seda 1 kraadi Celsiuse järgi.
Seal on ka palju kaloreid. Selle väärtus on võrdne energiaga, mis kulub 1 kraadise juba 1 kilogrammi vee soojendamiseks. Võttes arvesse mõõtühikute eesliiteid, registreeritakse suur kalor 1 kcal=1000 cal.
Mis on 1 kilokalor džaulides?
See küsimus tundub paljudele lihtne. Tõepoolest, selleks peate võtma 1 kg vett, soojendama seda 1 oC ja mõõtma, kui palju soojust selle protsessi käigus üle kandis. Probleem on selles, et vee soojusmahtuvus sõltub selle temperatuurist.
Kui vaatate tabeliandmeid, näete, kuidas temperatuurivahemikus 0 oC kuni 100 oC, soojusmahtuvus H 2O muutub 4174 kJ/kg-lt 4220 kJ/kg-le. Veelgi enam, see esm alt langeb, jõudes miinimumini 30–40 oC juures ja seejärel tõuseb uuesti keemistemperatuurini.
Sellest keerulisest olukorrast väljapääs leiti. Teadlased on sidunud süsteemivälise energiaühiku konkreetse veetemperatuuriga. Kaks kõige sagedamini kasutatavat temperatuuri on 15 oC ja 20 oC.
Esimesel juhul räägime standardsest kalorist, see on 4, 1868 J. Teisel juhul on see umbes termokeemiline kalor, see on veidi väiksem kui standardne ja võrdub 4, 184 J. Need väärtused erinevad üksteisest vaid 0,07%.
Füüsikaülesannete lahendamisel on soovitatav kasutada antud väärtustest suuremat ehk 1 cal=4,1868 J, kuna see väärtus on standardne, tunnustatud paljudes maailma arenenud riikides.
Seega võrdub 1 kilokalor džaulides 4186,8 J või 4,1868 kJ.
Kus on need teadmised olulised?
Nagu eespool mainitud, kalor ei olekasutatakse teaduses. Seal on soovitatav energia mõõtmiseks kasutada džauli.
Sellegipoolest kantakse toiduainete tootmisel etiketile nende sisu energiasisaldus kilokalorites. Reeglina dubleeritakse need väärtused vastavate arvudega kilodžaulides. Paljud kaasaegsed dieedid põhinevad aga kalorisüsteemi kasutamisel.
Miks on oluline teada toitude energiaväärtust, mida inimene sööb? Sest erinevus kalorite tarbimise ja nende toiduga tarbimise vahel määrab, kas kaal tõuseb või mitte.
Igaüks, kes on selle küsimusega oma elus kokku puutunud, teab, et rasvad sisaldavad 2,25 korda rohkem energiat massiühiku kohta kui valgud ja süsivesikud. Lisaks on veel selline asi nagu "tühjad kalorid", mis viitab toodete kahjulikkusele (varustavad keha energiaga, kuid ei sisalda toitaineid ja vitamiine). Alkohoolsed joogid on suurepärane näide toidust, mis sisaldab palju kaloreid.
Näide probleemi lahendamisest
Lahendame kilokalorite džaulideks teisendamise lihtsa ülesande. Oletame, et inimene ostis poest 2 kg liha. Ta teab, et see toode sisaldab 1250 kcal/kg. Peate leidma vastava väärtuse džaulides.
Kuna liha mass on 2 kg, siis selle kalorisisaldus on 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. Teades, et 1 kcal=4186,8 J, kasutame proportsiooni. Saame: 25004186, 8=10467000 J või 10, 467 MJ.
