Ko'pincha fizika muammolarida turli jarayonlar uchun energiya qiymatlari kaloriyalarda beriladi. Biroq, xalqaro o'lchovlar tizimida (SI) bu jismoniy miqdor uchun qabul qilingan birlik joul hisoblanadi. Maqolada biz kilokaloriyalarni joulga aylantirish masalasini batafsil ko'rib chiqamiz.
Qiymat nimani anglatadi?
"Kaloriya" tushunchasi bilan shug'ullanish kerak. Keyin kilokaloriyalarni joulga qanday aylantirish mumkinligi haqidagi savolni ko'rib chiqing.
Uni fizikaga 1824-yilda frantsuz olimi Nikolas Klement kiritgan. 19-asrning oxiri va 20-asrning birinchi yarmida kaloriya ko'pincha energiya jarayonlarini hisoblash uchun ishlatilgan. U texnik birliklar tizimida energiya o'lchovi sifatida ishlatilgan.
Qiymat kichik kaloriya deb ataladi. Bu 1 gramm suvni 1 daraja Selsiyga qizdirish uchun unga o'tkazilishi kerak bo'lgan energiyani (issiqlik) ifodalaydi.
Bundan tashqari, katta kaloriya bor. Uning qiymati allaqachon 1 kilogramm suvni 1 daraja isitish uchun zarur bo'lgan energiyaga teng. O'lchov birliklari uchun prefikslarni hisobga olgan holda, katta kaloriya 1 kkal sifatida qayd etiladi=1000 kal.
1 kilokaloriya joulda nima?
Bu savol koʻpchilik uchun oddiy koʻrinadi. Haqiqatan ham, buning uchun siz 1 kg suv olishingiz kerak, uni 1 oC ga qizdirishingiz va bu jarayon davomida qancha issiqlik uzatilganligini o'lchashingiz kerak. Muammo shundaki, suvning issiqlik sig'imi uning haroratiga bog'liq.
Agar siz jadval ma'lumotlariga qarasangiz, 0 oC dan 100 oC gacha bo'lgan harorat oralig'ida qandayligini kuzatishingiz mumkin., issiqlik sig'imi H 2O 4174 kJ/kg dan 4220 kJ/kg gacha o'zgaradi. Bundan tashqari, u avval pasayadi, 30-40 oC da minimal darajaga etadi va keyin yana qaynash nuqtasiga qadar ortadi.
Bu qiyin vaziyatdan chiqish yo'li topildi. Olimlar tizimdan tashqari energiya birligini ma'lum bir suv haroratiga bog'lashdi. Eng ko'p ishlatiladigan ikkita harorat: 15 oC va 20 oC.
Birinchi holda, biz standart kaloriya haqida gapiramiz, u 4, 1868 J. Ikkinchi holda, bu termokimyoviy kaloriya haqida, u standartdan bir oz kamroq va tengdir 4, 184 J. Bu qiymatlar bir-biridan atigi 0,07% farq qiladi.
Fizikaga oid masalalarni yechishda berilgan qiymatlardan kattaroq qiymatdan foydalanish tavsiya etiladi, ya'ni 1 kal=4,1868 J, chunki bu qiymat standart bo'lib, dunyoning ko'plab rivojlangan mamlakatlarida tan olingan.
Shunga koʻra, jouldagi 1 kilokaloriya 4186,8 J yoki 4,1868 kJ ga teng boʻladi.
Bu bilim qayerda muhim?
Yuqorida aytib o'tilganidek, kaloriya emasfanda qo'llaniladi. U erda energiyani o'lchash uchun jouldan foydalanish tavsiya etiladi.
Shunga qaramay, oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarishda ularning tarkibidagi energiya qiymati kilokaloriyadagi teglarga qo'llaniladi. Qoida tariqasida, bu qiymatlar kilojoullardagi mos keladigan raqamlar bilan takrorlanadi. Biroq, ko'plab zamonaviy parhezlar kaloriya tizimidan foydalanishga asoslangan.
Nega inson iste'mol qiladigan ovqatlarning energiya qiymatini bilish muhim? Chunki kaloriya iste'moli va ularni oziq-ovqat shaklida iste'mol qilish o'rtasidagi farq vaznning oshishi yoki ko'tarilmasligini aniqlaydi.
Hayotida bu savolga duch kelgan har bir kishi biladiki, yog'lar massa birligi uchun oqsillar va uglevodlarga qaraganda 2,25 baravar ko'p energiyani o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, mahsulotlarning zararliligiga ishora qiluvchi "bo'sh kaloriyalar" kabi narsa mavjud (ular tanani energiya bilan ta'minlaydi, ammo ozuqa moddalari va vitaminlarni o'z ichiga olmaydi). Alkogolli ichimliklar bo'sh kaloriyalarga boy oziq-ovqatlarning yorqin namunasidir.
Muammo yechishga misol
Keling, kilokaloriyalarni joulga aylantirish boʻyicha oddiy masalani hal qilaylik. Aytaylik, bir kishi do'kondan 2 kg go'sht sotib oldi. U bu mahsulotda 1250 kkal/kg borligini biladi. Tegishli qiymatni joulda topishingiz kerak.
Go'shtning massasi 2 kg bo'lganligi sababli, uning kaloriya miqdori 2 [kg]1250 [kkal/kg]=2500 kkal. 1 kkal=4186,8 J ekanligini bilib, biz nisbatdan foydalanamiz. Biz olamiz: 25004186, 8=10467000 J yoki 10, 467 MJ.
