Հաճախ ֆիզիկայի խնդիրներում տարբեր գործընթացների էներգիայի արժեքները տրվում են կալորիաներով: Այնուամենայնիվ, չափումների միջազգային համակարգում (SI) այս ֆիզիկական մեծության ընդունված միավորը ջուլն է։ Հոդվածում մենք մանրամասն կքննարկենք կիլոկալորիաները ջոուլի փոխարկելու հարցը։
Ի՞նչ է նշանակում արժեքը:
Պետք է զբաղվել հենց «կալորիականություն» հասկացության հետ։ Եվ հետո շարունակեք քննարկել այն հարցը, թե ինչպես փոխարկել կիլոկալորիաները ջոուլների:
Այն ներմուծվել է ֆիզիկայի մեջ 1824 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Նիկոլա Կլեմենտի կողմից։ 19-րդ դարի վերջում և 20-րդ դարի առաջին կեսին կալորիականությունը հաճախ օգտագործվում էր էներգիայի գործընթացների քանակականացման համար։ Այն օգտագործվել է որպես էներգիայի չափիչ միավորների տեխնիկական համակարգում։
Արժեքը կոչվում է փոքր կալորիա: Այն ներկայացնում է էներգիան (ջերմությունը), որը պետք է փոխանցվի 1 գրամ ջրին, որպեսզի այն տաքացվի 1 աստիճան Ցելսիուսով։
Կա նաև մեծ կալորիա։ Դրա արժեքը հավասար է էներգիային, որն անհրաժեշտ է 1 աստիճան արդեն 1 կիլոգրամ ջուր տաքացնելու համար։ Հաշվի առնելով չափման միավորների նախածանցները, մեծ կալորիականությունը գրանցվում է որպես 1 կկալ=1000 կալ.
Որքա՞ն է 1 կիլոկալարիան ջոուլում:
Այս հարցը շատերին պարզ կթվա: Իսկապես, դրա համար անհրաժեշտ է վերցնել 1 կգ ջուր, տաքացնել այն 1 oC-ով և չափել, թե որքան ջերմություն է փոխանցվել այս գործընթացում։ Խնդիրն այն է, որ ջրի ջերմունակությունը կախված է նրա ջերմաստիճանից։
Եթե նայեք աղյուսակային տվյալներին, կարող եք դիտել, թե ինչպես է ջերմաստիճանի 0 oC-ից մինչև 100 oC, H 2O ջերմային հզորությունը փոխվում է 4174 կՋ/կգ-ից մինչև 4220 կՋ/կգ։ Ավելին, այն սկզբում նվազում է՝ հասնելով նվազագույնի 30-40 oC, այնուհետև նորից մեծանում է մինչև եռման կետը։
Այս ծանր իրավիճակից ելքը գտնվեց. Գիտնականները էներգիայի արտահամակարգային միավորը կապել են որոշակի ջրի ջերմաստիճանի հետ: Առավել հաճախ օգտագործվող երկու ջերմաստիճաններն են 15 oC և 20 oC:
Առաջին դեպքում խոսքը ստանդարտ կալորիականության մասին է, այն կազմում է 4, 1868 Ջ: Երկրորդ դեպքում խոսքը գնում է ջերմաքիմիական կալորիայի մասին, այն ստանդարտից մի փոքր պակաս է և հավասար է. 4, 184 J. Այս արժեքները միմյանցից տարբերվում են միայն 0,07%-ով։
Ֆիզիկայի խնդիրներ լուծելիս խորհուրդ է տրվում օգտագործել տրված արժեքներից ավելի մեծը, այսինքն՝ 1 կալ=4,1868 Ջ, քանի որ այս արժեքը ստանդարտ է և ճանաչված է աշխարհի շատ զարգացած երկրներում։
Համապատասխանաբար, 1 կիլոկալարիան ջոուլում հավասար կլինի 4186,8 Ջ կամ 4,1868 կՋ։
Որտե՞ղ է այս գիտելիքը կարևոր:
Ինչպես նշվեց վերևում, կալորիա չէօգտագործվում է գիտության մեջ։ Այնտեղ խորհուրդ է տրվում օգտագործել ջոուլը էներգիան չափելու համար։
Այնուամենայնիվ, պարենային ապրանքների արտադրության մեջ դրանց պարունակության էներգետիկ արժեքը կիրառվում է պիտակների վրա՝ կիլոկալորիաներով։ Որպես կանոն, այս արժեքները կրկնօրինակվում են համապատասխան թվերով կիլոգրամներով: Այնուամենայնիվ, շատ ժամանակակից դիետաներ հիմնված են կալորիականության համակարգի օգտագործման վրա:
Ինչու է կարևոր իմանալ այն մթերքների էներգետիկ արժեքը, որոնք մարդը ուտում է: Որովհետև կալորիաների օգտագործման և սննդի տեսքով դրանց ընդունման տարբերությունը որոշում է քաշը կավելանա, թե ոչ։
Բոլորը, ովքեր կյանքում բախվել են այս հարցի հետ, գիտեն, որ ճարպերը մեկ միավորի զանգվածի համար պարունակում են 2,25 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան սպիտակուցներն ու ածխաջրերը: Բացի այդ, կա «դատարկ կալորիաներ» հասկացությունը, որը վերաբերում է արտադրանքի վնասակարությանը (դրանք էներգիա են մատակարարում օրգանիզմին, բայց չեն պարունակում սննդանյութեր և վիտամիններ)։ Ալկոհոլային խմիչքները դատարկ կալորիաներով հարուստ սննդի վառ օրինակ են։
Խնդիրների լուծման օրինակ
Եկեք լուծենք կիլոկալորիաները ջոուլի վերածելու պարզ խնդիր։ Ենթադրենք, մարդը խանութից գնել է 2 կգ միս։ Նա գիտի, որ այս ապրանքը պարունակում է 1250 կկալ/կգ։ Ձեզ անհրաժեշտ է գտնել համապատասխան արժեքը ջոուլներով:
Քանի որ մսի զանգվածը 2 կգ է, ուրեմն դրա կալորիականությունը 2 [կգ]1250 [կկալ/կգ]=2500 կկալ։ Իմանալով, որ 1 կկալ=4186,8 Ջ, մենք կօգտագործենք համամասնությունը: Մենք ստանում ենք՝ 25004186, 8=10467000 Ջ կամ 10, 467 ՄՋ։
