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 cal_th = 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 cal_IT = 1,163 mW·h = 4,1868 J.

Note

1. ^ 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.
2. ^ 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
3. ^ (EN) Sizes of things and the units used to describe them: calorie

Voci correlate

• Frigoria
• Etichetta nutrizionale
• Calore latente
• Calore specifico