Die Kalorie ist eine ehemalige Energieeinheit. Dies ist die Energiemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines flüssigen Wassergramms von 14,5 auf 15,5 ° C zu erhöhen . Es ist ungefähr 4.184 Joule wert . Es ist eine Einheit außerhalb des internationalen Systems, die heute nur in der Diätetik verwendet wird , um den Energiewert von Lebensmitteln auszudrücken .
Die Kalorie wurde 1824 vom Chemiker und Physiker Nicolas Clément mit einem tausendmal höheren Wert als der aktuellen Definition definiert. Der Begriff erscheint in französischen Wörterbüchern von 1841 und in englischen Wörterbüchern von 1867. Er wurde vorgeschlagen und verwendet, bevor James Prescott Joule 1843 die Äquivalenz der Wärmearbeit aufstellte .
Zum Zeitpunkt seiner Definition durch Clemens ist die vorherrschende Theorie der Wärme die der Kalorien von Antoine Lavoisier , die weder erzeugt noch zerstört werden kann. Kalorien sind daher ein Maß für die Kalorienmenge , dh genau genommen ein Maß für die Wärmemenge . Der Name der Kalorie leitet sich vom Kalorienbegriff ab , der selbst auf die Kalorien- "Wärme" geprägt ist.
Die erste historische Definition einer Kalorie besagt nur, dass "eine Kalorie die Wärmemenge ist, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Kilogramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhöhen ". " Die Definition der Kalorie basierte daher auf der Wärmekapazität von Wasser.
Die Definition wurde später geändert in: "Eine Kalorie ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhöhen ." " Diese Definition spezifiziert die experimentellen Bedingungen für eine ordnungsgemäße Bestimmung der Kalorien nicht ausreichend, wobei eine Vielzahl von Werten von den Messbedingungen abhängt. Darüber hinaus hat die Änderung der Referenzwassermenge zu Unklarheiten und Verwechslungen zwischen „Kalorien“ und „Kilokalorien“ (oder „großen Kalorien“) geführt, die bis heute bestehen (siehe Abschnitt „ Varianten und Mehrdeutigkeiten “ weiter unten).
Die Verschiebung von "großen Kalorien" zu "(kleinen) Kalorien" scheint allmählich gewesen zu sein. Zum Beispiel machte Marcellin Berthelot die Unterscheidung im Jahr 1879. Die offizielle Annahme der (kleinen) Kalorie würde jedoch erst ab 1896 erfolgen.
Die Kalorie ist eine „praktische“ Einheit der Wärmemenge, die von Chemikern, Thermikern, Kältespezialisten und Diätassistenten angenommen und immer noch verwendet wird. Kalorien waren nie Teil der Einheiten des Internationalen Einheitensystems (SI).
Die anfängliche Definition der Kalorie führte zur Messung der Wärmemenge, die erforderlich ist, um ein Gramm Wasser um ein Grad zu erhöhen. Diese Maßnahme ist schwierig. In der Definition wird die Angabe einer Reihe von Parametern weggelassen, die das Ergebnis beeinflussen: Erhöhung des Wassers um ein Grad - von welcher auf welche Temperatur - unter welchem atmosphärischen Druck? Muss das Wasser entgast werden? demineralisiert? usw.
Die sogenannte Definition (Kalorie bei 15 ° C ) spezifiziert die Kalorie als "die Wärmemenge, die erforderlich ist, um nicht mehr ein Kilogramm, sondern ein Gramm [destilliertes und] entgastes Wasser von 14,5 ° C auf 15,5 ° C unter normalem atmosphärischem Druck zu erhöhen ” . Nach dieser neuen Definition ist die Kalorie daher 1/1000 ihres vorherigen Wertes wert. Um Unklarheiten zu beseitigen, nennen wir den Wert, der an einem Kilogramm kalorienreichem Wasser gemessen wird ( Cal- Symbol ), den an einem Gramm Wasser gemessenen Wert die kleine Kalorie ( Cal- Symbol ) und den Begriff Kalorien, der allein verwendet wird, die kleine Kalorie. Man kann jedoch in relativ neuen Schriften der Diätetik die Verwendung von "Kalorien" finden, um "große Kalorien" zu bedeuten.
Für eine genaue Kalorienmessung müssen die Versuchsbedingungen angegeben werden, insbesondere die Wassertemperatur bei der Messung.
Die folgende Tabelle fasst verschiedene Definitionen der Kalorie zusammen (keine dieser Einheiten gehört zum SI).
Nachname | Symbol | Äquivalenz in Joule | Kommentar |
---|---|---|---|
thermochemische Kalorien | cal th | ≡ 4.184 J. | |
Kalorien bei 4 ° C. | cal 4 | ≈ 4,204 J. | Energiemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Gramm entgastem Wasser bei normalem atmosphärischen Druck von 3,5 ° C auf 4,5 ° C zu erhöhen. |
Kalorien bei 15 ° C. | cal 15 | ≈ 4,185 5 J. | Energiemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Gramm entgastem Wasser bei normalem atmosphärischen Druck ( 101 325 Pa ) von 14,5 ° C auf 15,5 ° C zu erhöhen . Die experimentellen Messungen sind zwischen 4,185 2 J und 4,185 8 J . Im Jahr 1950 die CIPM hat eine experimentelles durchschnittlich 4.185 5 empfohlen J , mit einer Unsicherheit von 0,000 5 J . |
Kalorien bei 20 ° C. | cal 20 | ≈ 4.182 J. | Energiemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Gramm entgastem Wasser bei normalem atmosphärischem Druck von 19,5 ° C auf 20,5 ° C zu erhöhen. |
durchschnittliche Kalorie | cal avg | ≈ 4,190 J. | 1 ⁄ 100 der Energiemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Gramm entgastem Wasserbei normalem atmosphärischem Druckzwischen 0 ° C und 100 ° C zu erhöhen. |
Kalorien aus internationalen Dampftabellen (1929) | ≈ 4,186 0 J. | 1 ⁄ 860 Wattstunde = 180 ⁄ 43 Joule genau. | |
Kalorien aus internationalen Dampftabellen (1956) | cal IT | ≡ 4.186 8 J. | 1.163 mWh = 4,186 8 J genau. Definition angenommen von der Fünften Internationalen Konferenz über die Eigenschaften von Dampf (London,Juli 1956). |
Kalorien IUNS | ≡ 4.182 J. | Umrechnungskoeffizient vom Nomenklaturausschuss der Internationalen Union der Ernährungswissenschaften. |
Keine dieser Einheiten gehört zur SI.
Nachname | alternativer Name | Symbol | Gleichwertigkeit | Kommentar |
---|---|---|---|---|
Kalorie | kleine Kalorie | cal | 1 British Thermal Unit = 252 cal | |
große Kalorie | Kilokalorie, Kalorie | kcal, C al |
1 kcal = 1 C al 1 kcal = 1000 cal |
In der Diätetik wird der Begriff " Kalorie " häufig verwendet, um eine "große Kalorie" zu bezeichnen. |
Thermal- | Megakalorie | th | 1 th = 10 6 cal 1 th = 1 Mcal |
Alte Einheit, die früher von Gasunternehmen genutzt wurde; Heutzutage fast ungewöhnlich, außer manchmal und aus Gewohnheit von Herstellern von Gas-Durchlaufkesseln und Warmwasserbereitern. |
Frigory | fg | 1 fg = -1 cal | Kältemechanik- Einheit , die nicht mehr verwendet wird (die Einheit, auf die gestoßen wird, ist die Kilofrigorie kfg ). |
Im XXI ten Jahrhundert bezieht sich die weit verbreitete Annahme der Kalorien auf das Gebiet der Diätetik und Ernährung. Die Kalorie wird dann als Energiereferenz betrachtet, um eine ausgewogene Ernährung zu erstellen, die an die Funktionsweise des Einzelnen angepasst ist. Wir verfolgen einen unterschiedlichen Ansatz zwischen der Menge an Kalorien, die der Körper je nach Alter, Geschlecht, Intensität der täglichen Aktivität benötigt, und der Anzahl der Kalorien, die von den Makronährstoffen ( Kohlenhydraten , Fetten und Proteinen ) der Nahrung bereitgestellt werden . Die Verwendung einer Kalorientabelle wird verwendet, um Berechnungen zu erleichtern. Eine leere Kalorie ist eine Kalorie, die mit keinem für die Gesundheit essentiellen Nährstoff in Verbindung gebracht wird .
Der durch verschiedene körperliche Aktivitäten verursachte Energieverbrauch wird ungefähr und statistisch durch das metabolische Äquivalent oder MET ( metabolisches Äquivalent der Aufgabe ) bestimmt. Dieser Indikator ermöglicht es, die Menge an Stoffwechselenergie für die Erfüllung der Aufgabe zu bewerten.
In der folgenden Tabelle ist der Energieverbrauch in Kilokalorien einiger Aufgaben zusammengefasst, die innerhalb einer Stunde von Personen mit einem Gewicht von 60 kg und 80 kg ausgeführt werden .
Aufgabe | Energieaufwand einer 60 kg schweren Person |
Energieaufwand einer 80 kg schweren Person |
---|---|---|
Fernsehen | 60 | 80 |
Ruhiger Spaziergang ( 4 km / h ) | 175 | 230 |
Anhaltendes Gehen ( 6 km / h ) | 220 | 300 |
Laufen ( 9 km / h ) | ~ 450 | ~ 600 |
Anmerkungen: