دانشنامه انرژی: ژول و کالری
ژول چیست و چه تفاوتی با کالری دارد؟ (Mabani-e-Elmi)
ژول (Joule) واحد استاندارد بینالمللی (SI) برای اندازهگیری انرژی، کار و گرما است که به افتخار "جیمز پرسکات ژول" نامگذاری شده است. یک ژول مقدار کاری است که نیروی یک نیوتنی برای جابجایی جسمی به اندازه یک متر انجام میدهد. در مقابل، کالری (Calorie) یک واحد قدیمیتر است که بیشتر در شیمی و تغذیه کاربرد دارد. یک کالری مقدار گرمایی است که لازم است تا دمای یک گرم آب را یک درجه سانتیگراد افزایش دهد. این تفاوت ماهیت باعث شده تا در علوم مختلف نیاز به تبدیل مداوم این دو واحد باشد.
فرمول تبدیل (Formool-e-Mohasebe)
رابطه بین ژول و کالری با عدد ثابت 4.184 تعریف میشود (ظرفیت گرمایی ویژه آب).
نکته: برای تبدیل معکوس (کالری به ژول)، باید مقدار کالری را در 4.184 ضرب کنید. عدد تقریبی 4.2 نیز در مسائل ساده دبیرستانی استفاده میشود اما ابزار ما از مقدار دقیق استفاده میکند.
مثالهای کاربردی (Mesal-ha)
اگر برای گرم کردن چای به 10,000 ژول انرژی نیاز باشد، این مقدار معادل است با:
10000 ÷ 4.184 ≈ 2390 cal
توپی که 500 ژول انرژی جنبشی دارد، انرژی معادل:
500 ÷ 4.184 ≈ 119.5 calخواهد داشت.
یک وزنه بردار با بلند کردن وزنه، 2000 ژول کار انجام میدهد. بدن او حدود:
2000 ÷ 4.184 ≈ 478 calانرژی مصرف کرده است.
اشتباهات رایج: کالری یا کیلوکالری؟ (Khataha-ye Rayej)
- ×یکسان دانستن cal و Kcal: بزرگترین اشتباه! در علم فیزیک "cal" (با c کوچک) واحد کوچکی است. اما در تغذیه وقتی میگویند "این سیب 50 کالری دارد"، منظورشان 50 کیلوکالری (50,000 کالری کوچک) است.
- ×استفاده از ضریب اشتباه: برخی منابع قدیمی از عدد 4.2 استفاده میکنند که برای محاسبات دقیق آزمایشگاهی خطای زیادی دارد.
- ×منفی شدن انرژی: انرژی اسکالر است و معمولا (مگر در تغییرات آنتالپی خاص) مقدار منفی برای "موجودی" انرژی نداریم.