कैलोरी

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"kcal" यहां पुनर्निर्देश करता है; यह लेख ऊर्जा की इकाई के बारे में है। अन्य उपयोगों के लिए, KCAL (बहुविकल्पी) और कैलोरी (बहुविकल्पी) देखें ।
A 710-millilitre (24 US fl oz) 330 किलोकैलोरी के साथ एनर्जी ड्रिंक

कैलोरी (ऊष्मांक) ऊर्जा की एक इकाई है। ऐतिहासिक कारणों से, "कैलोरी" की दो मुख्य परिभाषाएँ व्यापक उपयोग में हैं। बड़ी कैलोरी, भोजन कैलोरी, या किलोग्राम कैलोरी को मूल रूप से एक डिग्री सेल्सियस (या एक केल्विन) से एक किलोग्राम पानी का तापमान बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया था। छोटी कैलोरी या ग्राम कैलोरी को एक ग्राम पानी में समान वृद्धि के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया था। इस प्रकार, 1 बड़ी कैलोरी 1000 छोटी कैलोरी के बराबर होती है।

पोषण और खाद्य विज्ञान में, कैलोरी शब्द और प्रतीक कैल लगभग हमेशा बड़ी इकाई को संदर्भित करता है। यह आम तौर पर प्रकाशनों और पैकेज लेबलों में प्रति सेवारत या प्रति वजन में खाद्य पदार्थों के पोषण मूल्य को व्यक्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, अनुशंसित आहार संदर्भ सेवन,[1][2]चयापचय दर, आदि। कुछ लेखक भ्रम से बचने के लिए वर्तनी कैलोरी और प्रतीक कैल (दोनों C के साथ) की सलाह देते हैं;[3]हालांकि, इस सम्मेलन को बहुधा नजरअंदाज कर दिया जाता है।[1][2][3]

भौतिकी और रसायन विज्ञान में शब्द कैलोरी और उसका प्रतीक आमतौर पर छोटी इकाई को संदर्भित करता है; बड़े वाले को किलोकैलोरी कहा जाता है। हालांकि, यह इकाई आधिकारिक तौर पर मीट्रिक प्रणाली (एसआई) का हिस्सा नहीं है, और इसे अप्रचलित माना जाता है, ऊर्जा की एसआई इकाई, जूल (इकाई) (जे) द्वारा कई उपयोगों में प्रतिस्थापित किया गया है।

कैलोरी और जूल के बीच सटीक तुल्यता वर्षों से भिन्न है, लेकिन थर्मोकैमिस्ट्री और पोषण में अब यह आम तौर पर माना जाता है कि एक (छोटी) कैलोरी (थर्मोकेमिकल कैलोरी) ठीक 4.184 J के बराबर है, और इसलिए एक किलोकैलोरी (एक बड़ी कैलोरी) है 4184 J, या 4.184 KJ।[4][5]

इतिहास

कैलोरी शब्द को पहली बार निकोलस क्लेमेंट द्वारा ऊष्मा ऊर्जा की एक इकाई के रूप में, 1819-1824 के वर्षों के दौरान प्रयोगात्मक कैलोरीमेट्री पर व्याख्यान में पेश किया गया था।[6] यह बड़ी कैलोरी थी।[7][8][9]शब्द (c के साथ लिखा गया) 1841 और 1867 के बीच फ्रेंच और अंग्रेजी शब्दकोशों में दर्ज हुआ।

1852 में पियरे एंटोनी फेवर (केमिस्ट) और जोहान टी सिल्बरमैन (भौतिक विज्ञानी) द्वारा छोटी इकाई के लिए इसी शब्द का इस्तेमाल किया गया था। इस इकाई का इस्तेमाल अमेरिकी चिकित्सक जोसेफ हॉवर्ड रेमंड ने अपनी क्लासिक 1894 की पाठ्यपुस्तक ए मैनुअल ऑफ ह्यूमन फिजियोलॉजी में किया था।[10] उन्होंने बड़ी इकाई को "किलोकैलोरी" करने का प्रस्ताव रखा, लेकिन यह शब्द कुछ वर्षों बाद तक पकड़ में नहीं आया।

1879 में, मार्सेलिन बर्थेलॉट ने ग्राम-कैलोरी और किलोग्राम-कैलोरी के बीच अंतर किया, और बड़ी इकाई के लिए, C के साथ कैलोरी का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा।[7]भोजन की ऊर्जा सामग्री पर एक प्रभावशाली लेख में, 1887 में वेस्लेयन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर विल्बर ओलिन एटवाटर द्वारा इस प्रयोग को अपनाया गया था।[7][8]

छोटी कैलोरी को 1896 में cm-g-s प्रणाली (cgs) की एक इकाई के रूप में मान्यता दी गई थी,[7][9]ऊर्जा की पहले से मौजूद cgs इकाई के साथ, erg (पहली बार क्लॉसियस द्वारा 1864 में, एर्गन नाम के तहत, और आधिकारिक तौर पर 1882 में अपनाया गया)।

पहले से ही 1928 में कैलोरी की दो मुख्य परिभाषाओं से उत्पन्न होने वाले संभावित भ्रम के बारे में गंभीर शिकायतें थीं और क्या उन्हें अलग करने के लिए बड़े अक्षर का उपयोग करने की धारणा ध्वनि थी।[11]

छोटी कैलोरी मूल रूप से मीट्रिक सिस्टम (SI) का हिस्सा थी,[4]लेकिन 1948 में वजन और माप पर नौवें आम सम्मेलन द्वारा इसे आधिकारिक रूप से हटा दिया गया था[12]जूल के पक्ष में है।[13]

वैकल्पिक वर्तनी कैलोरी पुरातन है।[citation needed]

परिभाषाएं

छोटी कैलोरी को मोटे तौर पर 1 ग्राम पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस (या 1 K, जो एक ही वृद्धि है, पिघलने बिंदु और गलनांक के बीच के अंतराल के एक प्रतिशत की वृद्धि के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है)।[14][15]मात्रा वायुमंडलीय दबाव और शुरुआती तापमान पर निर्भर करती है, और इन मापदंडों के विभिन्न विकल्पों के परिणामस्वरूप इकाई की कई अलग-अलग सटीक परिभाषाएं होती हैं।

नाम प्रतीक रूपांतरण परिभाषा और नोट्स
थर्मोकेमिकल कैलोरी कैलth ≡ 4.184 J

≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6 kW⋅h ≈ 2.611×1019 eV

ऊर्जा की मात्रा ठीक 4.184 J 4.184 J ( जूल) and 1 kJ = 0.239 kcal.[16][17][18][5][lower-alpha 1]
4 डिग्री सेल्सियस कैलोरी कैल4 ≈ 4.204 J

≈ 0.003985 BTU ≈ 1.168×10−6 kW⋅h ≈ 2.624×1019 eV

मानक वायुमंडलीय दबाव पर एक ग्राम वायु-मुक्त पानी को 3.5 से 4.5 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा।
15 डिग्री सेल्सियस कैलोरी कैल15 ≈ 4.1855 J

≈ 0.0039671 BTU ≈ 1.1626×10−6 kW⋅h ≈ 2.6124×1019 eV

मानक वायुमंडलीय दबाव पर एक ग्राम वायु-मुक्त पानी को 14.5 से 15.5 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा। इस कैलोरी के प्रायोगिक मूल्य 4.1852 से 4.1858 जे तक थे। CIPM ने 4.1855 J का औसत प्रयोगात्मक मूल्य प्रकाशित किया, जिसमें 0.0005 J की अनिश्चितता थी।[16]
20 डिग्री सेल्सियस कैलोरी कैल20 ≈ 4.182 J

≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6 kW⋅h ≈ 2.610×1019 eV

मानक वायुमंडलीय दबाव पर एक ग्राम वायु-मुक्त पानी को 19.5 से 20.5 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा।
औसत कैलोरी कैलmean ≈ 4.190 J

≈ 0.003971 BTU ≈ 1.164×10−6 kW⋅h ≈ 2.615×1019 eV

मानक वायुमंडलीय दबाव पर 0 से 100 डिग्री सेल्सियस तक एक ग्राम वायु-मुक्त पानी को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा के 1/100 के रूप में परिभाषित किया गया है।[lower-alpha 2]
इंटरनेशनल स्टीम टेबल कैलोरी(1929) ≈ 4.1868 J

≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6 kW⋅h ≈ 2.6132×1019 eV

1 ⁄ 860 "अंतर्राष्ट्रीय" Wt घंटे = 180 ⁄ 43 "अंतर्राष्ट्रीय" जूल के रूप में परिभाषित ।
इंटरनेशनल स्टीम टेबल कैलोरी (1956) कैलIT ≡ 4.1868 J

≈ 0.0039683 BTU = 1.1630×10−6 kW⋅h ≈ 2.6132×1019 eV

1.163 mW⋅h = 4.1868 J के रूप में परिभाषित किया गया है। इस परिभाषा को भाप के गुणों पर पांचवें अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (लंदन, जुलाई 1956) द्वारा अपनाया गया था।[16]
  1. ↑ The 'Thermochemical calorie' was defined by Rossini simply as 4.1833 international joules in order to avoid the difficulties associated with uncertainties about the heat capacity of water. It was later redefined as 4.1840 J exactly.[19]
  2. ↑ The standard atmospheric pressure can be taken to be 101.325 kPa.

पुराने साहित्य में सबसे आम दो परिभाषाएं 15 डिग्री सेल्सियस कैलोरी और थर्मोकेमिकल कैलोरी प्रतीत होती हैं। 1948 तक, बाद वाले को 4.1833 अंतर्राष्ट्रीय जूल के रूप में परिभाषित किया गया था; 4.184 J के वर्तमान मानक को नई थर्मोकेमिकल कैलोरी के लिए पहले की तरह ऊर्जा की समान मात्रा का प्रतिनिधित्व करने के लिए चुना गया था।[17]

उपयोग

पोषण

पोषण के संदर्भ में, बड़ी इकाई का उपयोग लगभग अनन्य रूप से किया जाता है। यह आमतौर पर सरकारी प्रकाशनों में भी c और प्रतीक कैल के साथ कैलोरी लिखा जाता है,[1][2]हालांकि कैपिटलाइज्ड फॉर्म कैलोरी (कैल के प्रतीक के साथ) या किलोकैलोरी नाम (प्रतीक "kcal" के साथ) का भी उपयोग किया जाता है, और कानून द्वारा अनिवार्य किया जा सकता है। इसके बजाय, कानूनी या वैज्ञानिक संदर्भों में ऊर्जा किलोजूल (kJ) की SI इकाई का उपयोग किया जा सकता है।[20][21]

संयुक्त राज्य अमेरिका में, अधिकांश पोषण विशेषज्ञ यूनिट किलो कैलोरी को यूनिट किलोजूल के लिए पसंद करते हैं, जबकि अधिकांश शरीर विज्ञानी किलोजूल का उपयोग करना पसंद करते हैं। अधिकांश अन्य देशों में, पोषण विशेषज्ञ किलोजूल को किलोकैलोरी पसंद करते हैं।[22]

यूरोपीय संघ में पोषण तथ्यों के लेबल पर, ऊर्जा किलोजूल और किलोकलरीज दोनों में व्यक्त की जाती है।[23] संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, लेबल बड़ी इकाई के संदर्भ में कैलोरी का उपयोग करते हैं।[24] चीन में सिर्फ किलोजूल दिया जाता हैं।[25]

खाद्य ऊर्जा

इकाई का उपयोग आमतौर पर खाद्य ऊर्जा को व्यक्त करने के लिए किया जाता है, अर्थात् विभिन्न प्रकार के भोजन के चयापचय की विशिष्ट ऊर्जा (ऊर्जा प्रति द्रव्यमान)। उदाहरण के लिए, वसा (लिपिड) में 9 किलोकैलोरी प्रति ग्राम (किलोकैलोरी/जी) होता है, जबकि कार्बोहाइड्रेट (चीनी और स्टार्च) और प्रोटीन में लगभग 4 किलोकैलोरी/जी होता है। भोजन में अल्कोहल की मात्रा 7 किलो कैलोरी/ग्राम होती है। [26] "बड़ी" इकाई का उपयोग "कैलोरी प्रति दिन" के रूप में अनुशंसित पोषण सेवन या खपत को व्यक्त करने के लिए भी किया जाता है।

डाइटिंग शरीर के वजन को कम करने, बनाए रखने या बढ़ाने, या मधुमेह और मोटापे जैसी बीमारियों को रोकने और उनका इलाज करने के लिए विनियमित तरीके से भोजन करने का अभ्यास है। चूंकि वजन कम करना कैलोरी की मात्रा को कम करने पर निर्भर करता है, कैलोरी प्रतिबंध के आहार की सूची | कैलोरी-कम आहार को आम तौर पर प्रभावी दिखाया गया है।[27]

रसायन विज्ञान और भौतिकी

अन्य वैज्ञानिक संदर्भों में, कैलोरी शब्द और प्रतीक कैल लगभग हमेशा छोटी इकाई को संदर्भित करता है; बड़ी इकाई को आमतौर पर किलोकैलोरी कहा जाता है जिसका प्रतीक kcal होता है। इसका उपयोग ज्यादातर रासायनिक प्रतिक्रिया या चरण संक्रमण में जारी ऊर्जा की मात्रा को व्यक्त करने के लिए किया जाता है, आमतौर पर पदार्थ के प्रति मोल (इकाई), जैसा कि किलोकैलोरी प्रति मोल में होता है।[28]इसका उपयोग कभी-कभी अन्य ऊर्जा मात्राओं को निर्दिष्ट करने के लिए भी किया जाता है जो प्रतिक्रिया ऊर्जा से संबंधित होती हैं, जैसे बंधन ऊर्जा और सक्रियण ऊर्जा का आकार।[29]हालांकि, इसे SI इकाई, जूल (J) द्वारा तेजी से स्थानांतरित किया जा रहा है; और उसके मीट्रिक गुणक, जैसे कि किलोजूल (kJ)।

रसायन विज्ञान में लंबे समय तक उपयोग काफी हद तक इस तथ्य के कारण है कि जलीय घोल में प्रतिक्रिया द्वारा जारी ऊर्जा, अभिकर्मक के प्रति किलोकलरीज में व्यक्त की जाती है, संख्यात्मक रूप से अभिकर्मक की एकाग्रता के करीब है, प्रति लीटर मोल में, समय में परिवर्तन समाधान का तापमान, केल्विन या डिग्री सेल्सियस में। हालांकि, यह अनुमान मानता है कि समाधान की वॉल्यूमेट्रिक ताप क्षमता 1 किलो कैलोरी/लीटर/केल्विन है, जो शुद्ध पानी के लिए भी सटीक नहीं है।

यह भी देखें

  • बुनियादी चयापचय दर
  • कैलोरी सिद्धांत
  • ऊर्जा की इकाइयों का रूपांतरण
  • खाली कैलोरी
  • खाद्य ऊर्जा*
  • कैलोरी एक कैलोरी है
  • पोषण तथ्य लेबल
  • ब्रिटिश थर्मल यूनिट

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 U. S. Food and Drug Administration (2019): "Calories on the Menu - Information for ". Online document at the FDA Website, dated 5 August 2019. Accessed on 2022-01-20.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 U. K. National Health Service (2019): "What should my daily intake of calories be?". Online document at the NHS website, dated 24 October 2019. Accessed on 2022-01-20.
  3. ↑ 3.0 3.1 Conn, Carole; Len Kravitz. "Remarkable Calorie". University of New Mexico. Retrieved 1 March 2019.
  4. ↑ 4.0 4.1 Bureau International des Poids et Mesures (1998): The International System of Units (SI), 7th edition.
  5. ↑ 5.0 5.1 United Nations Food and Agriculture Organization (2003): "FAO Food and Nutrition Paper 77: Food energy - methods of analysis and conversion factors". Accessed on 21 January 2022.
  6. ↑ Allain, Rhett (23 February 2016). "Calculating Calories by Burning Gummy Bears to Death". Scientific American. Retrieved 7 September 2017.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 Allison Marsh (2020): "How Counting Calories Became a Science: Calorimeters defined the nutritional value of food and the output of steam generators" Online article on the IEEE Spectrum website, dated 29 December 2020. Accessed on 2022-01-20.
  8. ↑ 8.0 8.1 Hargrove, James L (2007). "Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"?". Nutrition Journal. 6 (44): 44. doi:10.1186/1475-2891-6-44. PMC 2238749. PMID 18086303.
  9. ↑ 9.0 9.1 JL Hargrove, "history of the calorie in nutrition", J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957–2961.
  10. ↑ Joseph Howard Raymond (1894): A Manual of Human Physiology: Prepared with Special Reference to Students of Medicine. W.B. Saunders, 376 pages.
  11. ↑ Marks, Percy L. (14 January 1928). "The Two Calories, Percy L. Marks". Nature. 121 (3037): 58. doi:10.1038/121058d0. S2CID 4068300.
  12. ↑ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule)., bipm.org.
  13. ↑ Bureau International des Poids et Mesures (2019): The International System of Units (SI), 9th edition.
  14. ↑ "Cambridge Dictionary: calorie". Retrieved 9 November 2019.
  15. ↑ "Definition of calorie noun from the Oxford Advanced American Dictionary". Retrieved 9 November 2019.
  16. ↑ 16.0 16.1 16.2 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.
  17. ↑ 17.0 17.1 Rossini, Fredrick (1964). "Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future". Pure and Applied Chemistry. 8 (2): 107. doi:10.1351/pac196408020095. Retrieved 21 January 2013. both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.
  18. ↑ Lynch, Charles T. (1974). Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. CRC Press. p. 438. ISBN 9780878192342. Retrieved 8 March 2014.
  19. ↑ FAO (1971). "The adoption of joules as units of energy".
  20. ↑ "Prospects improve for food energy labelling using SI units". Metric Views. UK Metric Association. 24 February 2012. Retrieved 17 April 2013.
  21. ↑ "SI Conventions". National Physical Laboratory. Retrieved 8 February 2016.
  22. ↑ Kevin T. Patton; Gary A. Thibodeau (11 January 2017). The Human Body in Health & Disease - E-Book. Elsevier Health Sciences. p. 537. ISBN 978-0-323-40206-4.
  23. ↑ "उपभोक्ताओं को खाद्य जानकारी के प्रावधान पर यूरोपीय संसद और 25 अक्टूबर 2011 की परिषद के यूरोपीय संघ के विनियमन संख्या 1169/2011". eur-lex.europa.eu (in English). Retrieved 18 April 2022.
  24. ↑ Nutrition, Center for Food Safety and Applied (7 March 2022). "पोषण तथ्य लेबल में परिवर्तन". FDA (in English).
  25. ↑ USDA (2013). "चीन, डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों के पोषण लेबलिंग के सामान्य नियम" (PDF). Retrieved 18 April 2022.
  26. ↑ "Calories - Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram".
  27. ↑ Strychar, I. (3 January 2006). "वजन घटाने के प्रबंधन में आहार". Canadian Medical Association Journal. 174 (1): 56–63. doi:10.1503/cmaj.045037. ISSN 0820-3946. PMC 1319349. PMID 16389240.
  28. ↑ Zvi Rappoport ed. (2007), "The Chemistry of Peroxides", Volume 2 page 12.
  29. ↑ Bhagavan, N. V. (2002). Medical Biochemistry (in English). Academic Press. pp. 76–77. ISBN 9780120954407. Retrieved 5 September 2017.

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