Caloria

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La caloria, o piccola caloria, simbolo cal, è un'unità di misura dell'energia, introdotta da un ambito detto termodinamico. Viene comunemente definita come l'energia necessaria per innalzare da 14,5 a 15,5 °C la temperatura di 1 g di acqua distillata posta a livello del mare (pressione di 1 atm). Esistono altre definizioni, ciascuna usata in determinati ambiti scientifici o ingegneristici. Per la spiegazione far riferimento al paragrafo "Varianti".

In biologia e in nutrizione la grande caloria (simbolo Cal) indicata più propriamente come chilocaloria[1] (simbolo kcal, equivalente a 1000 calorie ovvero 103 piccole calorie), è l'energia necessaria per innalzare di 1 °C la temperatura di un kg di acqua distillata posta a livello del mare ed è usata per indicare l'apporto energetico medio di un alimento in combinazione con l'unità di massa g o hg.

La determinazione dell'apporto calorico fu fatta inizialmente per lo zucchero più semplice, cioè il glucosio, l'alimento di più facile assimilazione.

Tenendo conto che 1 g di carboidrati sviluppa 3,8 kcal, 1 g di proteine 4 kcal e 1 g di lipidi 9,3 kcal, di ogni alimento si può determinare l'apporto energetico medio sulla base dei componenti detti. Sulla confezione di quasi tutti gli alimenti è indicato l'apporto calorico medio, tipicamente espresso in Cal/100 g. Sebbene il valore energetico d'un alimento e il consumo di energia nell'attività fisica vengano ancora indicati in Cal (o kcal), il Sistema internazionale di unità di misura adotta il joule (simbolo J) e il multiplo kilojoule (simbolo kJ), ove: 1 kJ = 103 J

Conversione in J

1 J = 0,2388459 cal.

1 cal = 4,1867999409 J

Con un apporto di 9 kcal/g, il grasso è il macronutriente più denso di energia: 1 g di proteine contiene 4 kcal.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

James Prescott Joule definì il concetto di caloria nel 1850, in base a un esperimento chiamato "mulinello di Joule". Il dispositivo sperimentale consisteva in un recipiente contenente 1 kg d'acqua posta alla temperatura di 14,5 °C, in esso era immerso un oggetto costituito da "palette" fissate a un "albero" girevole. Attorno all'albero erano avvolti due fili passanti ciascuno per una carrucola e a ciascuna estremità vi era una massa. Le masse, scendendo per forza di gravità, facevano ruotare mediante il filo albero e palette, che, muovendo l'acqua la riscaldavano.

In base a questo esperimento Joule definì la caloria (grande caloria, kcal) come la quantità di lavoro necessaria per far innalzare la temperatura di 1 kg di acqua di 1 °C, da 14,5 °C a 15,5 °C.

Varianti[modifica | modifica wikitesto]

Il lavoro necessario per aumentare la temperatura di 1 g di acqua di 1 °C (così come la definì lo stesso Joule) dipende dalla temperatura iniziale della stessa ed è difficile da misurare. Pertanto esistono diverse definizioni di caloria[2][3]:

  • Caloria (termochimica): 1 calth = 4,184 J.
  • Caloria (15 °C): la caloria definita da joule. 1 cal15 = 4,1855 J = 3,968×10-3 Btu.
  • Caloria (internazionale): definita nell'International Steam Table del 1929 prima come (1/860) W·h, ridefinita nella Fifth International Conference on the Properties of Steam del 1956 come 4,1868 J esatti. Il valore del 1956 fu suggerito da E. J. Le Fevre in quanto facilitava nell'era pre-computer la conversione tra i valori di calore specifico espressi in \tfrac{\text{Btu}}{\text{lb·°F}} e quelli espressi in \tfrac{\text{kcal}}{\text{kg·°C}} infatti 1 \tfrac{\text{Btu}}{\text{lb·°F}} = 1 \tfrac{\text{kcal}}{\text{kg·°C}}[4]. 1 calIT = 1,163 mW·h = 4,1868 J.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Enciclopedia italiana, CALORIA, Treccani. URL consultato il 19 Giugno 2015.
    «Nella pratica si usa la grande caloria o caloria-chilogrammo (Cal) ...».
  2. ^ International Standard ISO 31-4: Quantities and units – Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
  3. ^ Silvio Gori, Manuale IUPAC. Tavole di conversione per le unità di misura in Grandezze fisiche, Unità di misura e Simboli in Chimica Fisica, Università di Torino.
  4. ^ Ernst Schmidt, International system of units. MKSA system in applied thermodynamics. in Systems of Units. National and International Aspects., Publication No. 57 of the AAAS., Washington, D. C., Carl F. Kayan, 1959, p. 280.

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