Thường trong các bài toán vật lý, các giá trị năng lượng cho các quá trình khác nhau được tính bằng calo. Tuy nhiên, trong hệ thống đo lường quốc tế (SI), đơn vị được chấp nhận cho đại lượng vật lý này là jun. Trong bài viết, chúng tôi sẽ xem xét chi tiết vấn đề chuyển đổi kilocalories sang jun.
Giá trị có nghĩa là gì?
Nó là cần thiết để đối phó với khái niệm "calo". Và sau đó tiếp tục xem xét câu hỏi làm cách nào để chuyển đổi kilocalories sang jun.
Nó được đưa vào vật lý vào năm 1824 bởi nhà khoa học người Pháp Nicolas Clement. Vào cuối thế kỷ 19 và nửa đầu thế kỷ 20, calo thường được sử dụng để định lượng các quá trình năng lượng. Nó được sử dụng làm thước đo năng lượng trong Hệ thống Kỹ thuật của các Đơn vị.
Giá trị được gọi là calo nhỏ. Nó đại diện cho năng lượng (nhiệt) cần truyền cho 1 gam nước để làm nóng nó thêm 1 độ C.
Ngoài ra còn có một lượng calo lớn. Giá trị của nó bằng với năng lượng cần thiết để làm nóng 1 độ C đã có 1 kg nước. Có tính đến các tiền tố cho các đơn vị đo lường, một lượng calo lớn được ghi là 1 kcal=1000 cal.
1 kilocalorie tính bằng jun?
Câu hỏi này có vẻ đơn giản với nhiều người. Thật vậy, để làm được điều này, bạn cần lấy 1 kg nước, đun nóng nó 1oC và đo lượng nhiệt đã truyền trong quá trình này. Vấn đề là nhiệt dung của nước phụ thuộc vào nhiệt độ của nó.
Nếu bạn nhìn vào dữ liệu dạng bảng, bạn có thể quan sát cách thức, trong phạm vi nhiệt độ từ 0oC đến 100oC, nhiệt dung H2O thay đổi từ 4174 kJ / kg đến 4220 kJ / kg. Hơn nữa, đầu tiên nó giảm xuống, đạt mức tối thiểu ở mức 30-40oC, và sau đó lại tăng lên đến điểm sôi.
Đã tìm thấy lối thoát cho tình huống khó khăn này. Các nhà khoa học đã gắn một đơn vị năng lượng ngoài hệ thống với một nhiệt độ nước cụ thể. Hai nhiệt độ thường được sử dụng nhất là 15oC và 20oC.
Trong trường hợp đầu tiên, chúng ta đang nói về một calo tiêu chuẩn, nó là 4, 1868 J. Trong trường hợp thứ hai, đó là về một calo nhiệt hóa, nó hơi ít hơn một chút so với tiêu chuẩn, và bằng 4, 184 J. Các giá trị này chỉ chênh lệch nhau 0,07%.
Khi giải các bài toán vật lý, nên sử dụng giá trị lớn hơn trong số các giá trị đã cho, tức là 1 cal=4,1868 J, vì giá trị này là tiêu chuẩn, được công nhận ở nhiều nước phát triển trên thế giới.
Theo đó, 1 kilocalorie tính bằng jun sẽ bằng 4186,8 J hoặc 4,1868 kJ.
Kiến thức này quan trọng ở chỗ nào?
Như đã đề cập ở trên, một lượng calo khôngđược sử dụng trong khoa học. Ở đó, khuyến nghị sử dụng jun để đo năng lượng.
Tuy nhiên, trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm, giá trị năng lượng của nội dung của chúng được áp dụng cho nhãn theo kilocalories. Theo quy luật, các giá trị này được nhân đôi bởi các số liệu tương ứng tính bằng kilojoules. Tuy nhiên, nhiều chế độ ăn kiêng hiện đại dựa trên việc sử dụng một hệ thống calo.
Tại sao cần biết giá trị năng lượng của thực phẩm mà một người ăn? Bởi vì sự khác biệt giữa lượng calo tiêu thụ và lượng calo hấp thụ dưới dạng thức ăn sẽ quyết định cân nặng có tăng lên hay không.
Tất cả những ai từng đối mặt với câu hỏi này trong đời đều biết rằng chất béo chứa năng lượng trên một đơn vị khối lượng gấp 2,25 lần so với protein và carbohydrate. Ngoài ra, còn có một thứ gọi là “calo rỗng”, dùng để chỉ tác hại của sản phẩm (chúng cung cấp năng lượng cho cơ thể, nhưng không chứa chất dinh dưỡng và vitamin). Đồ uống có cồn là một ví dụ điển hình về thực phẩm chứa nhiều calo rỗng.
Ví dụ về giải quyết vấn đề
Hãy giải quyết một vấn đề đơn giản về chuyển đổi kilocalories sang jun. Giả sử một người đã mua 2 kg thịt ở một cửa hàng. Anh ta biết rằng sản phẩm này chứa 1250 kcal / kg. Bạn cần tìm giá trị tương ứng bằng jun.
Vì khối lượng của thịt là 2 kg, nên hàm lượng calo của nó là 2 [kg]1250 [kcal / kg]=2500 kcal. Biết rằng 1 kcal=4186,8 J, chúng ta sẽ sử dụng tỷ lệ. Chúng tôi nhận được: 25004186, 8=10467000 J hoặc 10, 467 MJ.
