ხშირად ფიზიკის პრობლემებში ენერგეტიკული მნიშვნელობები სხვადასხვა პროცესებისთვის მოცემულია კალორიებში. თუმცა, გაზომვების საერთაშორისო სისტემაში (SI), ამ ფიზიკური სიდიდის მიღებული ერთეული არის ჯოული. სტატიაში დეტალურად განვიხილავთ კილოკალორიების ჯოულებად გადაქცევის საკითხს.
რას ნიშნავს მნიშვნელობა?
აუცილებელია „კალორიის“კონცეფციასთან გამკლავება. და შემდეგ გააგრძელეთ საკითხის განხილვა, თუ როგორ გადავიტანოთ კილოკალორიები ჯოულებში.
იგი ფიზიკაში 1824 წელს შემოიტანა ფრანგმა მეცნიერმა ნიკოლას კლემენტმა. მე-19 საუკუნის ბოლოს და მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში კალორიას ხშირად იყენებდნენ ენერგეტიკული პროცესების რაოდენობრივად შესაფასებლად. იგი გამოიყენებოდა ენერგიის საზომად ერთეულების ტექნიკურ სისტემაში.
მნიშვნელობას უწოდებენ მცირე კალორიას. ის წარმოადგენს ენერგიას (სითბოს), რომელიც უნდა გადავიდეს 1 გრამ წყალში, რათა გაცხელდეს 1 გრადუსი ცელსიუსით.
ასევე დიდი კალორია. მისი ღირებულება უდრის ენერგიას, რომელიც საჭიროა 1 გრადუსით უკვე 1 კილოგრამი წყლის გასათბობად. საზომი ერთეულების პრეფიქსების გათვალისწინებით, დიდი კალორია აღირიცხება, როგორც 1 კკალ.=1000 კალ.
რა არის 1 კილოკალორია ჯოულებში?
ეს კითხვა ბევრს მარტივი მოეჩვენება. მართლაც, ამისთვის საჭიროა აიღოთ 1 კგ წყალი, გააცხელოთ 1 oC-ით და გაზომოთ რამდენი სითბო გადავიდა ამ პროცესში. პრობლემა ის არის, რომ წყლის სითბოს მოცულობა დამოკიდებულია მის ტემპერატურაზე.
თუ დააკვირდებით ცხრილის მონაცემებს, შეგიძლიათ დააკვირდეთ, თუ როგორ ტემპერატურულ დიაპაზონში 0 oC-დან 100 oC-მდე, სითბოს სიმძლავრე H 2O იცვლება 4174 კჯ/კგ-დან 4220 კჯ/კგ-მდე. უფრო მეტიც, ის ჯერ მცირდება და აღწევს მინიმუმს 30-40 oC-ზე და შემდეგ კვლავ იზრდება დუღილის წერტილამდე.
გამოიძებნა გამოსავალი ამ მძიმე სიტუაციიდან. მეცნიერებმა სისტემის გარეთ არსებული ენერგიის ერთეული დააკავშირეს წყლის სპეციფიკურ ტემპერატურას. ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტემპერატურაა 15 oC და 20 oC.
პირველ შემთხვევაში საუბარია სტანდარტულ კალორიაზე, ეს არის 4,1868 ჯ. მეორე შემთხვევაში საუბარია თერმოქიმიურ კალორიაზე, ოდნავ ნაკლებია სტანდარტულზე და უდრის. 4, 184 J. ეს მნიშვნელობები ერთმანეთისგან განსხვავდება მხოლოდ 0,07%-ით.
ფიზიკაში ამოცანების ამოხსნისას რეკომენდებულია მოცემული მნიშვნელობებიდან უფრო დიდის გამოყენება, ანუ 1 კალ=4,1868 J, ვინაიდან ეს მნიშვნელობა სტანდარტულია, აღიარებულია მსოფლიოს მრავალ განვითარებულ ქვეყანაში.
შესაბამისად, 1 კილოკალორია ჯოულებში იქნება 4186,8 ჯ ან 4,1868 კჯ.
სად არის ეს ცოდნა მნიშვნელოვანი?
როგორც ზემოთ აღინიშნა, კალორია არ არისგამოიყენება მეცნიერებაში. იქ რეკომენდირებულია ჯოულის გამოყენება ენერგიის გასაზომად.
მიუხედავად ამისა, საკვები პროდუქტების წარმოებისას მათი შიგთავსის ენერგეტიკული ღირებულება ეტიკეტებზე გამოიყენება კილოკალორიებში. როგორც წესი, ეს მნიშვნელობები დუბლირებულია შესაბამისი ციფრებით კილოჯოულებში. თუმცა, ბევრი თანამედროვე დიეტა ემყარება კალორიული სისტემის გამოყენებას.
რატომ არის მნიშვნელოვანი იცოდეს საკვების ენერგეტიკული ღირებულება, რომელსაც ადამიანი ჭამს? რადგან სხვაობა კალორიების მოხმარებასა და მათ მიღებას შორის საკვების სახით განსაზღვრავს წონას გაიზრდება თუ არა.
ყველამ, ვისაც ცხოვრებაში გაუჩნდა ეს კითხვა, იცის, რომ ცხიმები შეიცავს 2,25-ჯერ მეტ ენერგიას მასის ერთეულზე, ვიდრე ცილებს და ნახშირწყლებს. გარდა ამისა, არსებობს ისეთი რამ, როგორიცაა „ცარიელი კალორია“, რაც გულისხმობს პროდუქტების მავნებლობას (ისინი აწვდიან ორგანიზმს ენერგიით, მაგრამ არ შეიცავს საკვებ ნივთიერებებს და ვიტამინებს). ალკოჰოლური სასმელები ცარიელი კალორიებით მდიდარი საკვების მთავარი მაგალითია.
პრობლემის გადაჭრის მაგალითი
მოდით მოვაგვაროთ კილოკალორიების ჯოულებად გადაქცევის მარტივი პრობლემა. ვთქვათ, ადამიანმა მაღაზიაში იყიდა 2 კგ ხორცი. მან იცის, რომ ეს პროდუქტი შეიცავს 1250 კკალ/კგ. თქვენ უნდა იპოვოთ შესაბამისი მნიშვნელობა ჯოულებში.
რადგან ხორცის მასა არის 2 კგ, მაშინ მისი კალორიული შემცველობაა 2 [კგ]1250 [კკალ/კგ]=2500 კკალ. იმის ცოდნა, რომ 1 კკალ=4186,8 ჯ, ჩვენ გამოვიყენებთ პროპორციას. ჩვენ ვიღებთ: 25004186, 8=10467000 J ან 10, 467 MJ.
