La caloria (o piccola caloria, simbolo cal) è un'unità
di misura dell'energia.
Viene comunemente definita come la quantità di
calore
necessaria ad elevare da 14,5 a 15,5
°C la
temperatura della
massa di un
grammo di acqua
distillata a livello del mare (pressione
di 1
atm).
Esistono però diverse varianti nella definizione di caloria, ciascuna usata in
determinati ambiti scientifici o ingegneristici. Fare riferimento al paragrafo "Varianti"
per una spiegazione dettagliata.
In biologia,
o in
nutrizione, la grande caloria (Cal o kcal), equivalente
a 1000 cal è utilizzata per indicare l'apporto energetico di un
alimento.
La determinazione dell'apporto calorico deve essere fatta in riferimento allo
zucchero (glucosio),
che è l'alimento naturale di più semplice assimilazione. Tenendo conto che un
g di zucchero
sviluppa 3,92 kcal, un grammo di proteina circa 4 kcal e un grammo di lipidi
circa 9 kcal, tutti gli altri alimenti devono essere rapportati ad essi per
calcolarne l'apporto energetico.
Il
Sistema internazionale di unità di misura prevede l'uso del
Joule al posto
della caloria (e del kiloJoule al posto della grande caloria).
Storia
James Prescott Joule definì per primo il concetto di caloria nel
1850, in base a un
esperimento chiamato "mulinello
di Joule": Il dispositivo sperimentale era composto da un recipiente
contenente un kg di acqua alla temperatura di 14,5°C, in cui vi era immerso un
dispositivo costituito da delle "palette", fissate a un "albero" centrale capace
di ruotare attorno al proprio asse. Attorno all'albero erano avvolti due fili
passanti ciascuno per una carrucola, e a ciascuna estremità vi era un peso. I
pesi scendendo per
forza di gravità facevano ruotare per mezzo del filo l'albero a cui erano
fissate le palette, che provocando un movimento dell'acqua ne facevano innalzare
la temperatura.
In base a questo esperimento Joule definì quindi la caloria (grande caloria,
cioè kcal) come la quantità di calore necessaria per far alzare di 1 °C un kg di
acqua, da 14,5 °C a 15,5 °C.
Varianti
Il calore necessario per aumentare la temperatura di un grammo di acqua di 1
°C dipende dalla temperatura iniziale ed è difficile da misurare con precisione.
Di conseguenza, esistono diverse definizioni di caloria[1][2]:
- Caloria (termochimica):
1 calth = 4,184
J (esatti).
- 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,
approssimativamente uguale a 4,1868
J e ridefinita
nell'International Steam Table del 1956 come 4,1868
J esatti[3].
1 calIT = 1,163
mW·h =
4,1868 J.
Note
- ^
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.
- ^
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
- ^
(EN)
Sizes of things and the units used to describe them: calorie
Voci correlate
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