Caloria: differenze tra le versioni

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{{nd|l'omonimo genere di molluschi nudibranchi|Caloria (zoologia)}}

In [[termodinamica]], laLa '''caloria''' (osimbolo '''piccola caloriacal'''), simbolonella '''cal''')[[termodinamica]], è un'[[unità di misura]] dell'[[energia]].

È stata originariamente definita come l'energia necessaria per innalzare di {{m|1 [[Celsius|ul=°C]]}} (precisamente, da 14,5&nbsp;°C a 15,5&nbsp;°C) la [[temperatura]] di 1 &nbsp;[[Grammo|g]] di [[acqua distillata]] alla [[pressione atmosferica]].<ref name="thermo">{{en}}Cita [httplibro|nome=D. N.|cognome=Kagan|titolo=CALORIE|url=https://www.thermopedia.com/content/610|accesso=2024-08-16|data=2011-02-08|editore=Begel Thermopedia,House "Calorie"]Inc.|lingua=En|ISBN=978-1-56700-456-4}}</ref> Esistono varie definizioni, ciascuna usata in determinati ambiti [[Scienza|scientifici]] o [[Ingegneria|ingegneristici]], che cambiano a seconda della temperatura dell'acqua. Sebbene il valore energetico di un alimento e il consumo di energia nell'attività fisica vengano ancora indicati in kcal, il [[Sistema internazionale di unità di misura]] adotta il [[joule]] (J)<ref name=thermo/> e il suo multiplo kilojoule (kJ, pari a 1000 J).

== Storia ==

Nel linguaggio comune, con la parola "calorie" si intendono in genere le kilocalorie: dicendo che in un etto di pane ci sono 250 calorie si vuole per esempio dire 250 kilocalorie (ovvero 250.000 calorie propriamente dette).

La prima definizione mai pubblicata di ''Caloria'' (la grande caloria o chilocaloria) è attribuita a [[Nicolas Clément]] che, nel 1825, la definiva come la quantità di [[calore]] necessaria ad innalzare di un ''[[grado centigradoCelsius]]'' la temperatura di un chilogrammo1&nbsp;kg d'acqua da 0 &nbsp;°C a 1 &nbsp;°C, si tratta della prima definizione tecnica adottata<ref name=Hist>{{Cita pubblicazione|cognome=Hargrove|nome=James L|titolo=Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"? |rivista=Nutrition Journal |anno=2007|volume=6|numero=44|doi=10.1186/1475-2891-6-44 |url=http://www.nutritionj.com/content/6/1/44|accesso=31 agosto 2013}}</ref>.

[[James Prescott Joule]] calcolò nel 1850, in base a un esperimento chiamato "[[mulinello di Joule]]", l'equivalente meccanico del calore necessario a innalzare di {{m|1 [[Grado Fahrenheit|ul=°F]]}} (1 5/9&nbsp;°C = 1,8 °F) la temperatura di una [[libbra]] <nowiki/>(circa 454 {{converti|1|lb|g|0|disp=out}}) d'acqua a 55÷60 °{{converti|55-60|F (in media circa 15 °C)}} ottenendo un valore di 772,692 <math display="inline">{\text{ft} \cdot \text{lb}_\text{f} \over \text{Btu}}</math> equivalenti a 4,16 J/cal con un errore dello 0,6% circa sul valore moderno<ref>{{Cita pubblicazione|autore=|anno=1850|titolo=On the Mechanical Equivalent of Heat|rivista=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volume=140|pp=61–8261-82|doi=10.1098/rstl.1850.0004}}</ref><ref>Il valore attuale basato su misurazioni dell'acqua a 15 &nbsp;°C è 4,186 &nbsp;J/cal.</ref>. 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 delle palette, che muovendo l'acqua la riscaldavano.

In [[biologia]] e in [[nutrizione]] la kilocaloria (simbolo '''kcal'''), o ''grande caloria'' (simbolo '''Cal''')<ref>{{Cita web|autore = Enciclopedia italiana|url = http://www.treccani.it/enciclopedia/caloria_(Enciclopedia-Italiana)/|titolo = CALORIA|accesso = 19 giugno 2015|editore = Treccani|citazione = Nella pratica si usa la grande caloria o caloria-chilogrammo (Cal) ...}}</ref>, è l'energia necessaria per innalzare di 1&nbsp;°C la temperatura di un kg di acqua distillata a pressione di 1 [[Atmosfera (unità di misura)|atm]], e corrisponde quindi a 1000 piccole calorie. È usata per indicare l'apporto energetico medio di una certa quantità specificata di [[alimento]] (ad esempio un grammo, 100 grammi o una porzione).

== Terminologia ==

Sebbene il valore energetico di 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]] (J)<ref name=thermo/> e il suo multiplo kilojoule (kJ, pari a 1000 J).

NelIn genere nel linguaggio comune, con la parola "calorie" si intendono in genere le kilocalorie:; per esempio, dicendo che in un [[Hecto|etto]] di [[pane]] ci sono 250 calorie si vuole per esempio dire 250 kilocalorie (ovvero 250.000 calorie propriamente dette).

In [[biologia]] e in [[nutrizione]] la kilocaloria (simbolo '''kcal'''), o ''grande caloria'' (simbolo '''Cal''')<ref>{{Cita web|autore = Enciclopedia italiana|url = http://www.treccani.it/enciclopedia/caloria_(Enciclopedia-Italiana)/|titolo = CALORIA|accesso = 19 giugno 2015|editore = Treccani|citazione = Nella pratica si usa la grande caloria o caloria-chilogrammo (Cal) ...}}</ref>, è l'energia necessaria per innalzare di 1&nbsp;°C la temperatura di un kg di acqua distillata da 14,5 a 15,5&nbsp;°C a pressione di 1 [[Atmosfera (unità di misura)|atm]], e corrisponde quindi a 1000 piccole calorie. È usata per indicare l'apporto energetico medio di una certa quantità specificata di [[alimento]] (ad esempio un grammo, 100 grammi o una porzione).

== Storia ==

La prima definizione mai pubblicata di ''Caloria'' (la grande caloria o chilocaloria) è attribuita a Nicolas Clément che nel 1825 la definiva come la quantità di calore necessaria ad innalzare di un ''[[grado centigrado]]'' la temperatura di un chilogrammo d'acqua da 0 °C a 1 °C, si tratta della prima definizione tecnica adottata<ref name=Hist>{{Cita pubblicazione|cognome=Hargrove|nome=James L|titolo=Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"? |rivista=Nutrition Journal |anno=2007|volume=6|numero=44|doi=10.1186/1475-2891-6-44 |url=http://www.nutritionj.com/content/6/1/44|accesso=31 agosto 2013}}</ref>.

Un tempo si usavano le definizioni ''piccola caloria'' e ''grande caloria'' (rispettivamente indicate dai simboli ''cal'' e ''Cal'').<ref>{{Cita web|autore = Enciclopedia italiana|url = https://www.treccani.it/enciclopedia/caloria_%28Dizionario-di-Medicina%29/|titolo = Caloria|accesso = 19 giugno 2015|editore = Treccani|citazione = […] detta un tempo piccola c., per distinguerla dalla grande c. (che si indicava con il simbolo Cal) pari a 1 kcal, cioè a mille calorie,}}</ref>

[[James Prescott Joule]] calcolò nel 1850, in base a un esperimento chiamato "[[mulinello di Joule]]", l'equivalente meccanico del calore necessario a innalzare di 1 [[Grado Fahrenheit|°F]] (1 °C = 1,8 °F) la temperatura di una [[libbra]] <nowiki/>(circa 454 g) d'acqua a 55÷60 °F (in media circa 15 °C) ottenendo un valore di 772,692 <math display="inline">{\text{ft} \cdot \text{lb}_\text{f} \over \text{Btu}}</math> equivalenti a 4,16 J/cal con un errore dello 0,6% circa sul valore moderno<ref>{{Cita pubblicazione|autore=|anno=1850|titolo=On the Mechanical Equivalent of Heat|rivista=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volume=140|pp=61–82|doi=10.1098/rstl.1850.0004}}</ref><ref>Il valore attuale basato su misurazioni dell'acqua a 15 °C è 4,186 J/cal.</ref>. 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 delle palette, che muovendo l'acqua la riscaldavano.

== Varianti ==

La quantità di calore per aumentare la temperatura di 1 &nbsp;g di acqua di 1&nbsp;°C dipende dalla temperatura iniziale della stessa, pertanto esistono diverse definizioni di caloria<ref name="iso31-4">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.</ref><ref>{{cita web |url=http://www.minerva.unito.it/chimica&industria/IUPACHTML/ManualeIUPAC72.htm |titolo=Manuale IUPAC. Tavole di conversione per le unità di misura |3=13-05-2008 |autore=Silvio Gori |sito=Grandezze fisiche, Unità di misura e Simboli in Chimica Fisica |editore=Università di Torino |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20161109123722/http://www.minerva.unito.it/Chimica%26Industria/IUPACHTML/ManualeIUPAC72.htm |dataarchivio=9 novembre 2016 |urlmorto=sì }}</ref>:

* '''Caloria [[termochimica]]''': {{TA|1 cal_th {{=}} 4,184 [[joule|J]]}}. La commissione sulla nomenclatura dell{{'}}''Unione internazionale di scienze della nutrizione'' raccomanda l'utilizzo di questo fattore per convertire le misure del valore energetico del cibo espresse in ''grandi calorie'' (Cal) o chilocaloriekilocalorie (kcal) in kilojoule, 1 Cal = {{TA|1 kcal {{=}} 4,184 kJ}}.<ref>{{Cita web|url=https://www.britannica.com/science/calorie|titolo=Calorie, Unit of measurement|autore=The Editors of Encyclopædia Britannica|editore=Encyclopædia Britannica, Inc.|data=2016|accesso=}}</ref> Corrisponde all'incirca al calore da fornire a 1 &nbsp;g d'acqua per farla passare da 16,5 &nbsp;°C a 17,5 &nbsp;°C.<ref>{{Cita web|url=http://www.fao.org/docrep/meeting/009/ae906e/ae906e17.htm|titolo=THE ADOPTION OF JOULES AS UNITS OF ENERGY|autore=FAO|accesso=18 Ago 2017}}</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Nutritional Energetics of Domestic Animals & Glossary of Energy Terms|url=https://books.google.it/books?id=mnwrAAAAYAAJ&lpg=PA1&dq=thermochemical%20calorie%2016.5%20%C2%B0C%20to%2017.5&hl=it&pg=PA3#v=onepage&q&f=false|anno=1981|editore=National Academy Press|città=Washington D.C.|p=3}}</ref> In origine fu definita come {{sfrac|1/|100}} del calore necessario a portare 1 &nbsp;g d'acqua da 0 a 100 &nbsp;°C.<ref>{{Cita libro|autore=J. Daintith|titolo=The Facts on File Dictionary of Physics|url=https://books.google.it/books?id=VdEVdJo3CDgC&lpg=PA32&dq=thermochemical%20calorie&hl=it&pg=PA32#v=onepage&q&f=false|edizione=4|anno=2009|editore=Facts On File, Inc|p=32|ISBN=9781438109497}}</ref>

* '''Caloria a 15&nbsp;°C''': {{TA|1 cal₁₅ {{=}} 4,1855 [[joule|J]] {{=}} {{M|3,968&times;10^968e-3 [[British thermal unit|Btu]]ul=btu}}}}. È la caloria così come definita originariamente quale energia in grado di innalzare la temperatura di 1 &nbsp;g d'acqua a pressione atmosferica da 14,5 &nbsp;°C a 15,5 &nbsp;°C. Tale valore sperimentale fu pubblicato dal [[CIPM]] nel 1950 sulla base della misura del calore specifico dell'acqua a 15 &nbsp;°C, che in base a tale definizione misura 1 <math>\tfrac{\text{cal}}{\text{g·°C}}</math><ref>{{Cita pubblicazione|autore=CIPM|anno=1950|titolo=|rivista=Procès-Verbaux des Séances du Comité International des Poids et Mesures|volume=22|pp=79-80|lingua=fr}}</ref>.

* '''Caloria internazionale''': {{TA|1 cal_IT {{=}} 1,163 [[Wattora|mW·h]] {{=}} 4,1868 [[joule|J]]}}. È stata definita nell<nowiki>{{'</nowiki>}}''International Steam Table'' del 1929 prima come 1/860 [[wattora|W·h]] e in seguito ridefinita nella ''Fifth International Conference on the Properties of Steam'' del 1956 come 4,1868 &nbsp;[[Joule|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 <math>\tfrac{\text{Btu}}{\text{lb·°F}}</math> e quelli espressi in <math>\tfrac{\text{kcal}}{\text{kg·°C}}</math> infatti 1 <math>\tfrac{\text{Btu}_\text{IT}}{\text{lb·°F}}</math> = 1 <math>\tfrac{\text{kcal}_\text{IT}}{\text{kg·°C}}</math><ref>{{Cita libro|autore = Ernst Schmidt|titolo = International system of units. MKSA system in applied thermodynamics. in Systems of Units. National and International Aspects.|anno = 1959|editore = Carl F. Kayan|città = Washington, D. C.|p = 280|volume = Publication No. 57 of the AAAS.}}</ref>.

== Nutrizione ==

[[File:Etichetta nutrizionale.png|thumb|Esempio di [[etichetta nutrizionale]] con indicato il valore energetico in kcal e kJ.]]

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 [[grammo|g]] di carboidrati sviluppa 3,8 kcal, 1 g di proteine 4 kcal e 1 g di lipidi 9,3 kcal (e 1 g di alcol 7 kcal, anche se per maggiore praticità 1 ml di etanolo sviluppa 5,53 kcal da rapportare in % al grado alcolico della bevanda, e considerando che l'ossidazione di 1 g di alcol cambia se assunto da solo o mangiando) 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 kcal/100 g.

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

Di ogni alimento si può determinare l'apporto energetico medio sulla base dei componenti detti tenendo conto che:

* 1&nbsp;g di [[Glucidi|carboidrati]] sviluppa 3,8&nbsp;kcal

* 1&nbsp;g di [[proteine]] sviluppa 4,1&nbsp;kcal

* 1&nbsp;g di [[lipidi]] sviluppa 9,3&nbsp;kcal

* 1&nbsp;g di [[etanolo]] sviluppa 7&nbsp;kcal<ref>Anche se per maggiore praticità {{m|1|u= mL}} di etanolo sviluppa 5,53&nbsp;kcal da rapportare in % al grado alcolico della bevanda, e considerando che l'ossidazione di 1&nbsp;g di alcol cambia se assunto da solo o mangiando.</ref>

Sulla confezione di quasi tutti gli alimenti è indicato l'apporto calorico medio, tipicamente espresso in kJ ed in kcal, riferito a 100 g di alimento o ad una porzione di alimento.

== Note ==

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== Voci correlate ==

* [[FrigoriaBritish thermal unit]]

* [[Etichetta nutrizionale]]

* [[Calore latente]]

* [[Calore specifico]]

* [[Etichetta nutrizionale]]

* [[Frigoria]]

* [[Joule]]

== Altri progetti ==

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{{Unità di misura}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|cucina|energia|fisica|metrologia|termodinamica}}

[[Categoria:Unità di energia]]