Көбінесе физикадағы есептерде әртүрлі процестерге арналған энергия мәндері калорияларда беріледі. Алайда халықаралық өлшемдер жүйесінде (СИ) осы физикалық шама үшін қабылданған өлшем бірлігі джоуль болып табылады. Мақалада біз килокалорияларды джоульге айналдыру мәселесін егжей-тегжейлі қарастырамыз.
Мән нені білдіреді?
«Калория» ұғымының өзімен айналысу керек. Содан кейін килокалорияларды джоульге қалай түрлендіруге болады деген сұрақты қарастырыңыз.
Оны физикаға 1824 жылы француз ғалымы Николас Клемент енгізген. 19 ғасырдың аяғында және 20 ғасырдың бірінші жартысында калория энергия процестерін сандық бағалау үшін жиі пайдаланылды. Ол техникалық бірлік жүйесінде энергия өлшемі ретінде пайдаланылды.
Мән шағын калория деп аталады. Ол 1 грамм суды Цельсий бойынша 1 градусқа қыздыру үшін оны беру қажет энергияны (жылуды) білдіреді.
Сонымен қатар үлкен калория бар. Оның мәні қазірдің өзінде 1 килограмм суды 1 градусқа қыздыруға қажетті энергияға тең. Өлшем бірліктерінің префикстерін ескере отырып, үлкен калория 1 ккал ретінде жазылады=1000 кал.
Джоульдегі 1 килокалория дегеніміз не?
Бұл сұрақ көпшілікке қарапайым болып көрінеді. Шынында да, ол үшін 1 кг суды алып, оны 1 oC қыздырып, осы процесс кезінде қанша жылу тасымалданғанын өлшеу керек. Мәселе судың жылу сыйымдылығы оның температурасына байланысты.
Егер кестелік деректерге қарасаңыз, 0 oC пен 100 oC аралығындағы температура диапазонында қалай екенін байқауға болады., жылу сыйымдылығы H 2O 4174 кДж/кг-дан 4220 кДж/кг-ға дейін өзгереді. Оның үстіне ол алдымен төмендейді, 30-40 oC минимумға жетеді, содан кейін қайнау температурасына дейін қайтадан жоғарылайды.
Бұл қиын жағдайдан шығудың жолы табылды. Ғалымдар жүйеден тыс энергия бірлігін судың белгілі бір температурасына байланыстырды. Ең жиі қолданылатын екі температура: 15 oC және 20 oC.
Бірінші жағдайда біз стандартты калория туралы айтып отырмыз, ол 4, 1868 Дж. Екінші жағдайда бұл термохимиялық калория туралы, ол стандарттыдан сәл аз және оған тең 4, 184 Дж. Бұл мәндер бір-бірінен 0,07%-ға ғана ерекшеленеді.
Физикадан есептерді шығарған кезде берілген мәндердің үлкенірек мәнін пайдалану ұсынылады, яғни 1 кал=4,1868 Дж, өйткені бұл шама стандартты, әлемнің көптеген дамыған елдерінде мойындалған.
Сәйкесінше, джоульдегі 1 килокалория 4186,8 Дж немесе 4,1868 кДж-ға тең болады.
Бұл білім қай жерде маңызды?
Жоғарыда айтылғандай, калория емесғылымда қолданылады. Ол жерде энергияны өлшеу үшін джоульді пайдалану ұсынылады.
Соған қарамастан, азық-түлік өнімдерін өндіруде олардың құрамындағы энергетикалық құндылық килокалориядағы этикеткаларға қолданылады. Әдетте, бұл мәндер килоджоульдегі сәйкес сандармен қайталанады. Дегенмен, көптеген заманауи диеталар калория жүйесін пайдалануға негізделген.
Адам тұтынатын тағамдардың энергетикалық құндылығын білу неліктен маңызды? Өйткені калорияларды тұтыну мен оларды тағам түрінде қабылдау арасындағы айырмашылық салмақтың артуын немесе артпауын анықтайды.
Өмірінде осы сұраққа кезіккен әрбір адам майларда ақуыздар мен көмірсуларға қарағанда массаның бірлігіне шаққанда 2,25 есе көп энергия бар екенін біледі. Сонымен қатар, өнімдердің зияндылығын білдіретін «бос калория» сияқты нәрсе бар (олар денені энергиямен қамтамасыз етеді, бірақ қоректік заттар мен витаминдер жоқ). Алкогольді сусындар бос калориясы жоғары тағамдардың тамаша мысалы болып табылады.
Есептерді шешу мысалы
Килокалорияларды джоульге айналдырудың қарапайым есебін шешейік. Бір адам дүкеннен 2 кг ет сатып алды делік. Бұл өнімде 1250 ккал/кг бар екенін біледі. Сәйкес мәнді джоульмен табу керек.
Еттің массасы 2 кг болғандықтан, оның калориялығы 2 [кг]1250 [ккал/кг]=2500 ккал болады. 1 ккал=4186,8 Дж екенін біле отырып, біз пропорцияны қолданамыз. Біз аламыз: 25004186, 8=10467000 Дж немесе 10, 467 МДж.
