Muitas vezes em problemas de física, os valores de energia para diferentes processos são dados em calorias. No entanto, no sistema internacional de medidas (SI), a unidade aceita para esta grandeza física é o joule. No artigo, consideraremos em detalhes a questão da conversão de quilocalorias para joules.
O que significa o valor?
É necessário lidar com o próprio conceito de "caloria". E então continue a considerar a questão de como converter quilocalorias em joules.
Foi introduzido na física em 1824 pelo cientista francês Nicolas Clement. No final do século XIX e na primeira metade do século XX, a caloria era frequentemente utilizada para quantificar processos energéticos. Foi usado como medida de energia no Sistema Técnico de Unidades.
O valor é chamado de pequena caloria. Representa a energia (calor) que precisa ser transferida para 1 grama de água para aquecê-la em 1 grau Celsius.
Há também uma grande caloria. Seu valor é igual à energia necessária para aquecer 1 grau já 1 quilograma de água. Levando em conta prefixos para unidades de medida, uma grande caloria é registrada como 1 kcal=1000 cal.
O que é 1 quilocaloria em joules?
Esta pergunta parecerá simples para muitos. De fato, para isso você precisa pegar 1 kg de água, aquecê-lo por 1 oC e medir quanto calor foi transferido durante esse processo. O problema é que a capacidade calorífica da água depende de sua temperatura.
Se você observar os dados tabulares, poderá observar como, na faixa de temperatura de 0 oC a 100 oC, a capacidade calorífica H 2O muda de 4174 kJ/kg para 4220 kJ/kg. Além disso, primeiro diminui, atingindo um mínimo em 30-40 oC, e depois aumenta novamente até o ponto de ebulição.
A saída para esta situação difícil foi encontrada. Os cientistas vincularam uma unidade de energia fora do sistema a uma temperatura específica da água. As duas temperaturas mais usadas são 15 oC e 20 oC.
No primeiro caso, estamos falando de uma caloria padrão, é 4.1868 J. No segundo caso, trata-se de uma caloria termoquímica, é um pouco menor que a padrão e é igual a 4, 184 J. Esses valores diferem entre si apenas em 0,07%.
Ao resolver problemas de física, recomenda-se usar o maior dos valores dados, ou seja, 1 cal=4,1868 J, pois esse valor é padrão, reconhecido em muitos países desenvolvidos do mundo.
Assim, 1 quilocaloria em joules será igual a 4186,8 J ou 4,1868 kJ.
Onde esse conhecimento é importante?
Como mencionado acima, uma caloria não éusado na ciência. Lá é recomendado usar o joule para medir a energia.
No entanto, na produção de produtos alimentícios, o valor energético de seu conteúdo é aplicado aos rótulos em quilocalorias. Como regra, esses valores são duplicados pelos números correspondentes em quilojoules. No entanto, muitas dietas modernas são baseadas no uso de um sistema de calorias.
Por que é importante saber o valor energético dos alimentos que uma pessoa ingere? Porque a diferença entre o consumo de calorias e sua ingestão na forma de alimentos determina se o peso aumentará ou não.
Todo mundo que já enfrentou essa questão na vida sabe que as gorduras contêm 2,25 vezes mais energia por unidade de massa do que proteínas e carboidratos. Além disso, existem "calorias vazias", que se referem à nocividade dos produtos (eles fornecem energia ao corpo, mas não contêm nutrientes e vitaminas). As bebidas alcoólicas são um excelente exemplo de alimentos ricos em calorias vazias.
Exemplo de resolução de problemas
Vamos resolver um problema simples de converter quilocalorias em joules. Digamos que uma pessoa comprou 2 kg de carne em uma loja. Ele sabe que este produto contém 1250 kcal/kg. Você precisa encontrar o valor correspondente em joules.
Como a massa da carne é 2 kg, seu conteúdo calórico é 2 [kg]1250 [kcal/kg]=2500 kcal. Sabendo que 1 kcal=4186,8 J, usaremos a proporção. Obtemos: 25004186, 8=10467000 J ou 10, 467 MJ.
