Hispanopedia WikiLa caloría es una unidad de energía que se originó a partir de la teoría calórica del calor . [ 1 ] [ 2 ] La caloría pequeña o caloría gramo se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un mililitro de agua en un grado Celsius (o un kelvin). [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] En los EE. UU., "caloría grande" también se usa para referirse a la kilocaloría (1 kcal = 1000 cal). [ 1 ] [ 3 ]
En nutrición y ciencia de los alimentos , el término caloría y el símbolo cal pueden referirse a la unidad grande o a la unidad pequeña en diferentes regiones del mundo . Generalmente se utiliza en publicaciones y etiquetas de envases para expresar el valor energético de los alimentos por porción o por peso, la ingesta calórica dietética recomendada , [ 6 ] [ 7 ] las tasas metabólicas , etc. Algunos autores recomiendan la grafía Calorie y el símbolo Cal (ambos con C mayúscula) si se refieren a la caloría grande, para evitar confusiones; [ 8 ] sin embargo, esta convención a menudo se ignora. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
En física y química , la palabra caloría y su símbolo suelen referirse a la unidad pequeña, mientras que la grande se llama kilocaloría (kcal). Sin embargo, la caloría no forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI) y se considera obsoleta, [ 2 ] habiendo sido reemplazada por la unidad derivada de energía del SI, el julio (J), [ 9 ] o el kilojulio (kJ) para 1000 julios.
La equivalencia precisa entre calorías y julios ha variado a lo largo de los años, pero en termoquímica y nutrición ahora se asume generalmente que una caloría (pequeña) ( caloría termoquímica ) es igual a exactamente 4,184 J, y por lo tanto una kilocaloría (una caloría grande) es 4184 J o 4,184 kJ. [ 10 ] [ 11 ]
Historia
El término «caloría» proviene del latín calor, que significa « calor » . [ 12 ] Fue introducido por primera vez por Nicolas Clément , como unidad de energía térmica , en conferencias sobre calorimetría experimental durante los años 1819-1824. Esta era la «gran» caloría. [ 2 ] [ 13 ] [ 14 ] El término (escrito con «c» minúscula) entró en los diccionarios francés e inglés entre 1841 y 1867.
El mismo término fue utilizado para la unidad "pequeña" por Pierre Antoine Favre (químico) y Jean Thiébault Silbermann (físico) en 1852.
En 1879, Marcellin Berthelot distinguió entre gramo-caloría y kilogramo-caloría, y propuso usar "Caloría", con mayúscula inicial, para la unidad grande. [ 2 ] Este uso fue adoptado por Wilbur Olin Atwater , profesor de la Universidad Wesleyana , en 1887, en un influyente artículo sobre el contenido energético de los alimentos. [ 2 ] [ 13 ]
La unidad más pequeña fue utilizada por el médico estadounidense Joseph Howard Raymond en su libro de texto de 1894, A Manual of Human Physiology . [ 15 ] Propuso llamar a la unidad "grande" "kilocalorie", pero el término no se popularizó hasta algunos años después.
La pequeña caloría (cal) fue reconocida como una unidad del sistema CGS en 1896, [ 2 ] [ 14 ] junto con la unidad de energía CGS ya existente, el erg (sugerido por primera vez por Clausius en 1864, bajo el nombre de ergon , y adoptado oficialmente en 1882).
En 1928, ya existían quejas serias sobre la posible confusión derivada de las dos definiciones principales de caloría y sobre si la noción de usar la letra mayúscula para distinguirlas era acertada. [ 16 ]
El julio fue la unidad de energía del SI adoptada oficialmente en la novena Conferencia General de Pesas y Medidas en 1948. [ 17 ] [ 9 ] La caloría se mencionó en la séptima edición del folleto del SI como ejemplo de una unidad que no pertenece al SI. [ 10 ]
La ortografía alternativa caloría es una variante menos común y no estándar. [ 12 ]
Definiciones
La caloría "pequeña" se define generalmente como la cantidad de energía necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 °C (o 1 K, que es el mismo incremento, una gradación del uno por ciento del intervalo entre el punto de fusión y el punto de ebullición del agua). [ 4 ] [ 5 ] La cantidad real de energía requerida para lograr este aumento de temperatura depende de la presión atmosférica y la temperatura inicial; diferentes elecciones de estos parámetros han dado lugar a varias definiciones precisas diferentes de la unidad.
- ↑ Rossini definió la «caloría termoquímica» simplemente como 4,1833 julios internacionales para evitar las dificultades asociadas a las incertidumbres sobre la capacidad calorífica del agua. Posteriormente se redefinió como 4,1840 J exactamente. [ 22 ]
- 1 2 3 4 La presión atmosférica estándar puede considerarse como101,325 kPa .
- ↑ La cifra depende del factor de conversión entre "julios internacionales" y julios "absolutos" (modernos, SI). Utilizando el ohmio y el voltio internacionales promedio (1.000 49 Ω ,1.000 34 V ), [ 21 ] el "julio internacional" es aproximadamente1.000 19 J , utilizando el ohmio y el voltio internacionales de EE. UU. (1.000 495 Ω ,1.000 330 V ) es aproximadamente1.000 165 J , dando4.186 84 y4,186 74 J , respectivamente.
Las dos definiciones más comunes en la literatura antigua parecen ser la caloría de 15 °C y la caloría termoquímica . Hasta 1948, esta última se definía como 4,1833 julios internacionales; el estándar actual de 4,184 J se eligió para que la nueva caloría termoquímica representara la misma cantidad de energía que antes. [ 19 ]
Uso
Nutrición
En Norteamérica, en un contexto nutricional, se utiliza casi exclusivamente la unidad «grande». [ 23 ] [ 24 ] Generalmente se escribe «caloría» con «c» minúscula y el símbolo «cal», incluso en publicaciones gubernamentales. [ 6 ] [ 7 ] En contextos legales o científicos, se puede utilizar la unidad del SI kilojulio (kJ). [ 25 ] [ 26 ] La mayoría de los nutricionistas estadounidenses prefieren la unidad kilocaloría a la unidad kilojulio, mientras que la mayoría de los fisiólogos prefieren usar kilojulios. En la mayoría de los demás países, los nutricionistas prefieren el kilojulio a la kilocaloría. [ 27 ]
En Europa, en las etiquetas de información nutricional , la energía se expresa tanto en kilojulios como en kilocalorías, abreviadas como "kJ" y "kcal" respectivamente. [ 28 ]
En China, solo se dan kilojulios. [ 29 ]
Energía alimentaria
La unidad se usa comúnmente para expresar la energía de los alimentos , es decir, la energía específica (energía por masa) de metabolizar diferentes tipos de alimentos. Por ejemplo, la grasa (lípidos triglicéridos) contiene 9 kilocalorías por gramo (kcal/g), mientras que los carbohidratos (azúcares y almidón) y las proteínas contienen aproximadamente 4 kcal/g. [ 30 ] El alcohol en los alimentos contiene 7 kcal/g. [ 31 ] La unidad "grande" también se usa para expresar la ingesta o consumo nutricional recomendado, como en "calorías por día".
Hacer dieta es la práctica de comer de forma regulada para disminuir, mantener o aumentar el peso corporal , o para prevenir y tratar enfermedades como la diabetes y la obesidad . Dado que la pérdida de peso depende de la reducción de la ingesta calórica, se ha demostrado que diferentes tipos de dietas bajas en calorías son generalmente efectivas. [ 32 ]
Química y física
En otros contextos científicos, el término «caloría» y el símbolo «cal» casi siempre se refieren a la unidad pequeña; la unidad «grande» se denomina generalmente «kilocaloría» con el símbolo «kcal». Se utiliza principalmente para expresar la cantidad de energía liberada en una reacción química o cambio de fase , típicamente por mol de sustancia, como en kilocalorías por mol . [ 33 ] También se utiliza ocasionalmente para especificar otras cantidades de energía relacionadas con la energía de reacción, como la entalpía de formación y el tamaño de las barreras de activación . [ 34 ] Sin embargo, está siendo cada vez más reemplazada por la unidad del SI, el julio (J); y sus múltiplos métricos, como el kilojulio (kJ). [ 35 ]
Su uso persistente en química se debe principalmente a que la energía liberada por una reacción en solución acuosa , expresada en kilocalorías por mol de reactivo, es numéricamente cercana a la concentración del reactivo en moles por litro multiplicada por el cambio de temperatura de la solución en kelvin o grados Celsius. Sin embargo, esta estimación supone que la capacidad calorífica volumétrica de la solución es 1 kcal/( L ⋅ K ), lo cual no es exacto ni siquiera para el agua pura. [ 36 ]
Véase también
Referencias
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- 1 2 3 4 5 6 Allison Marsh (2020): " Cómo el conteo de calorías se convirtió en una ciencia: los calorímetros definieron el valor nutricional de los alimentos y la producción de los generadores de vapor. Archivado el 21/01/2022 en Wayback Machine ". Artículo en línea en IEEE Spectrum. Archivado el 20/01/2022 en el sitio web de Wayback Machine , con fecha del 29 de diciembre de 2020. Consultado el 20/01/2022.
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Tanto la caloría IT como la caloría termoquímica son completamente independientes de la capacidad calorífica del agua.
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- Unidades de energía
- Transferencia de calor
- Unidades métricas no pertenecientes al SI
