Mara nyingi katika matatizo katika fizikia, thamani za nishati kwa michakato mbalimbali hutolewa kwa kalori. Hata hivyo, katika mfumo wa kimataifa wa vipimo (SI), kitengo cha kukubalika kwa kiasi hiki cha kimwili ni joule. Katika makala hiyo, tutazingatia kwa undani suala la kubadilisha kilocalories kuwa joules.
Thamani inamaanisha nini?
Ni muhimu kukabiliana na dhana yenyewe ya "kalori". Na kisha endelea kuzingatia swali la jinsi ya kubadilisha kilocalories kuwa joules.
Ilianzishwa katika fizikia mwaka wa 1824 na mwanasayansi Mfaransa Nicolas Clement. Mwishoni mwa karne ya 19 na katika nusu ya kwanza ya karne ya 20, kalori ilitumiwa kuhesabu michakato ya nishati. Ilitumika kama kipimo cha nishati katika Mfumo wa Kiufundi wa Vitengo.
Thamani inaitwa kalori ndogo. Inawakilisha nishati (joto) inayohitaji kuhamishwa hadi gramu 1 ya maji ili kuipasha joto kwa digrii 1 Selsiasi.
Pia kuna kalori kubwa. Thamani yake ni sawa na nishati inayohitajika kwa joto la digrii 1 tayari kilo 1 ya maji. Kwa kuzingatia viambishi awali vya vitengo vya kipimo, kalori kubwa imerekodiwa kama 1 kcal=1000 cal.
Kilocalorie 1 katika joule ni nini?
Swali hili litaonekana kuwa rahisi kwa wengi. Hakika, kwa hili unahitaji kuchukua kilo 1 ya maji, joto kwa 1 oC na kupima kiasi gani cha joto kilihamishwa wakati wa mchakato huu. Tatizo ni kwamba uwezo wa joto wa maji hutegemea joto lake.
Ukiangalia data ya jedwali, unaweza kuona jinsi, katika kiwango cha joto kutoka 0 oC hadi 100 oC, uwezo wa kuongeza joto H 2O hubadilika kutoka 4174 kJ/kg hadi 4220 kJ/kg. Zaidi ya hayo, kwanza hupungua, na kufikia angalau 30-40 oC, na kisha huongezeka hadi kiwango cha kuchemka.
Njia ya kutoka katika hali hii ngumu ilipatikana. Wanasayansi wameunganisha kitengo cha nishati isiyo ya mfumo kwa joto maalum la maji. Viwango viwili vya halijoto vinavyotumika sana ni 15 oC na 20 oC.
Katika kesi ya kwanza, tunazungumza juu ya kalori ya kawaida, ni 4, 1868 J. Katika kesi ya pili, ni kuhusu kalori ya thermochemical, ni kidogo kidogo kuliko ile ya kawaida, na ni sawa na 4, 184 J. Thamani hizi hutofautiana kwa 0.07% pekee.
Wakati wa kutatua matatizo katika fizikia, inashauriwa kutumia kubwa zaidi kati ya thamani zilizotolewa, yaani, cal 1=4.1868 J, kwa kuwa thamani hii ni ya kawaida, inayotambulika katika nchi nyingi zilizoendelea duniani.
Kwa hiyo, kilocalorie 1 katika joule itakuwa sawa na 4186.8 J au 4.1868 kJ.
Maarifa haya ni muhimu wapi?
Kama ilivyotajwa hapo juu, kalori siokutumika katika sayansi. Hapo inashauriwa kutumia joule kupima nishati.
Hata hivyo, katika utengenezaji wa bidhaa za chakula, thamani ya nishati ya yaliyomo huwekwa kwenye lebo katika kilocalories. Kama sheria, maadili haya yanarudiwa na takwimu zinazolingana katika kilojoules. Hata hivyo, vyakula vingi vya kisasa hutegemea matumizi ya mfumo wa kalori.
Kwa nini ni muhimu kujua thamani ya nishati ya vyakula ambavyo mtu hula? Kwa sababu tofauti kati ya matumizi ya kalori na ulaji wao katika mfumo wa chakula huamua kama uzito utaongezeka au la.
Kila mtu ambaye amekumbana na swali hili katika maisha yake anajua kwamba mafuta yana nishati mara 2.25 zaidi kwa kila kitengo cha uzito kuliko protini na wanga. Kwa kuongezea, kuna kitu kama "kalori tupu", ambayo inahusu ubaya wa bidhaa (zinatoa nishati kwa mwili, lakini hazina virutubishi na vitamini). Vinywaji vileo ni mfano mkuu wa vyakula vilivyo na kalori tupu.
Mfano wa utatuzi wa matatizo
Hebu tutatue tatizo rahisi la kubadilisha kilocalories hadi joule. Hebu sema mtu alinunua kilo 2 za nyama katika duka. Anajua kwamba bidhaa hii ina 1250 kcal / kg. Unahitaji kupata thamani inayolingana katika joules.
Kwa vile uzito wa nyama ni kilo 2, basi maudhui yake ya kalori ni 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. Kujua kwamba 1 kcal=4186.8 J, tutatumia uwiano. Tunapata: 25004186, 8=10467000 J au 10, 467 MJ.
