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| Lexikon | Kalorie (cal) / Kilokalorie (kcal) | |
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| Hintergrund | Die Kalorie (abgekürzt: cal) ist eine veraltete Maßeinheit für Wärmenergie. Sie wird aber immer noch verwendet, um z.B. den Energiegehalt in Nahrungsmitteln (Brennwert) oder den Energieumsatz des Menschen bei verschiedenen Aktivitäten (z.B. Sport) anzugeben. Die veraltete Maßeinheit Kalorie stammt noch aus der Zeit, wo in der Physik für die verschiedenen Formen der Energie in der Mechanik, der Wärmelehre und der Elektrizität unterschiedliche Energieeinheiten verwendet wurden. Die international verbindliche Maßeinheit für Energie ist das Joule (J). |
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Definition: |
1 Kalorie (1 cal) ist die Wärmeenergie, die benötigt wird, um 1 Gramm Wasser um 1 ° Celsius zu erwärmen.
Zur exakten Definition: siehe z.B. Wikipedia |
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| Kilokalorie (kcal) 1000 cal = 1 kcal |
Aus physikalischen Gesetzen folgt, dass die Wärmemenge proportional ist zur Masse des Wassers, um also z.B. 1000 g = 1kg Wasser um 1 ° C zu erwärmen, wird dann die 1000-fache Energiemenge benötigt, also 1000 cal = 1 kcal. Bei der Kurzschreibweise kcal steht das "k" für "Kilo" (das Tausendfache), wie auch von Kilometer (km) oder Kilogramm (kg) her bekannt. |
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| Achtung! | Häufig wird die Kilokalorie einfach nur als Kalorie bezeichnet. Da die Kalorie aber nur eine sehr kleine Energiemenge ist, sollte immer geprüft werden, ob nicht tatsächlich Kilokalorien gemeint sind. |
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| Aus physikalischen Gesetzen folgt, dass die benötigte Wärmemenge ebenfalls proportional ist zur Temperaturerhöhung, d.h. um z.B. 1 kg Wasser um 10 ° C zu erwärmen, benötige ich die 10-fache Energiemenge, also 10 kcal. |
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| Beispiel: 1 Liter Wasser zum Kochen bringen |
Unter normalen Bedingungen hat 1 Liter Wasser eine Masse von 1 kg, Leitungswasser hat z.B. eine Temperatur von 15 ° C. Also wird eine Energiemenge von 85 kcal benötigt. |
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| Nach dem Gesetz über die Einheiten im Messwesen (2.7.1969) sollen bisher gebräuchliche Maßeinheiten für Energie wie die Kalorie durch das Joule abgelöst werden ( => SI-System) Leider werden die alten Energieeinheiten immer noch überall verwendet und erzwingen ständige Umrechnungen untereinander. |
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| Wärmeäquivalent Q = 4,1868 1 cal = 4,1868 J 1 kcal = 4,1868 kJ Detailinfos bei Wikipedia |
Der berühmte britische Physiker James Prescott Joule (1818-1889) hat mit einer komplizierten Messvorrichtung sehr genau ermittelt, wieviel mechanische Energie in einer Wärmemenge von 1 Kalorie steckt.
Ihm zu Ehren wurde dann die international verbindliche Energieeinheit mit "Joule" bezeichnet. Seit 1956 wurde die Internationale Kalorie auf 4,1868 Joule festgelegt. Zum überschlägigen Umrechnen muss also die Kalorienzahl in kcal mit etwa 4 multipliziert werden, um die Energiemenge in Kilojoule (kJ) zu erhalten. Bei der Umrechnung in den folgenden Tabellen wird der genaue Faktor Q = 4,1868 verwendet. |
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| Energiegehalt in Lebensmitteln |
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| Kalorientabellen im Internet |
Im Internet finden sich viele Kalorientabellen, die meist nach Lebensmittelgruppen sortierte Tabellen anbieten, z.B.: www.kalorien-tabelle.de/tab.html |
| Energieumsatz beim Mensch Der Energieumsatz kann von Mensch zu Mensch und durch die Umweltbedingungen (z.B. Temperatur, Wind, Höhenlage u.ä.) stark schwanken. Die Tabelle gibt daher Durchschnittswerte an. Daten aus: Wikipedia |
Der Energieumsatz hängt starkt von der körperlichen Anstrengung ab: ein Büroangestellter verbraucht während eines ganzen Tages (24 Stunden) in etwa 3000 kcal, ein Spitzensportler bei einer Tour de France- Etappe bis zu 15000 kcal. |
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| Ausdauerleistung Watt |
Bei Ergometern wird die Ausdauerleistung üblicherweise in Watt (W) angegeben, die offizielle Einheit für Leistung: 1
Watt = 1 Joule/Sekunde (1 W = 1 J/s). |
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| Beim Schwimmen, Joggen oder Radfahren schwankt die Ausdauerleistung zwischen ungefähr 50 bis 500 Watt, wobei 500 Watt allenfalls von Profisportlern erzielt werden. Im Folgenden soll der Energieverbrauch während einer sportlichen Fahrradtour berechnet werden. Die Leistung schwankt laut Tachometer zwischen 50 und über 200 W und liegt oft bei ca. 100 W. Deswegen wird mit einer Leistung von durchschnittlich 100 W gerechnet. Die Fahrzeit soll mit 2,5 h angesetzt werden. |
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| Aus der Formel Energie = Leistung • Zeit folgt: Energie = 100 Watt (W) • 2,5 Stunde (h) = 250 Wh = 0,25 kWh = 1/4 kWh. Laut Tabelle oben werden 380 kcal • 2,5 = 950 kcal verbraucht. Um die beiden Werte zu vergleichen, muss die Einheit kWh in kcal umgerechnet werden. |
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| 1 kWh ≈ 860 kcal | Umrechung: 1 Wh = 1 J/s • 3600 s = 3600 J = 3600/4,1868 cal = 859,8 cal. Erweitern mit 1000 ergibt: 1 kWh = 859,8 kcal ≈ 860 kcal |
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| 1/4 kWh = 860/4 kcal = 215 kcal statt 950 kcal gemäß Tabelle oben. Vermutlich wird bei der vom Tachometer angezeigten Leistung der biologische Wirkungsgrad beim Mensch von ca. 25 % nicht berücksichtigt. Der tatsächliche Energieverbrauch beträgt dann 1 kWh = 860 kcal. (siehe Umrechnung). Die täglich über die Nahrung aufgenommenen Energiemenge ist in etwa 3 bis 4 mal so groß. |
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| Definitionen: "Hunger" "absolute Armut" |
Was
ist Hunger? Die tageszeitung (11.6.02) stellt in einem Infokasten lexikonartig dar, welche Hungerdefinition seitens der UN und der FAO angewendet wird. Diese definieren Hunger über die Minimum-Energieaufnahme von durchschnittlich 1900 kcal, also nur 200 kcal mehr als der Grundumsatz von 1700 kcal bei Männern und 1100 kcal weniger als der Tagesumsatz eines Büroarbeiters mit 3000 kcal (s. Tabelle oben). Die Weltbank setzt für ihren Begriff von "absoluter Armut" 2200 kcal als Grenzmarke. |
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| Energieumsatz im Weltdurchschnitt und verschiedenen Regionen der Erde |
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 Download der Infografik pdf, 127 KB oekom.de |
Infografik: Weltweite Verteilung von Hunger und Nahrung. Durchschnittlich zur Verfügung stehende Kalorienmenge sowie Anteile unterernährter Menschen
=> Hunger/ Unterernährung Ernährung & Landwirtschaft Armut & Reichtum |
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| weitere veraltete Energieeinheiten für Energieträger | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Um den Energiegehalt in energiehaltigen Stoffen wie z.B. Erdöl, Erdgas und Kohle (fossile Energien) anzugeben, werden mittels der Kalorie zwei weitere veraltete Maßeinheiten abgeleitet: Steinkohle-Einheiten (SKE) bzw. Tonnen Steinkohle Einheiten (tSKE) Rohöl-Einheit (RÖL) bzw. Tonnen Rohöl-Einheiten (tRÖL) |
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| Steinkohle-Einheiten 1 SKE= 29,3076 MJ Tonnen Steinkohle Einheiten (tSKE) 1 t SKE = 29,3076 GJ |
SKE (Steinkohle-Einheiten) ist eine veraltete technische Maßeinheit, die jedoch häufig in der Literatur und im Internet verwendet wird: |
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| Die Rohöl-Einheit (RÖL) ist eine veraltete technische Maßeinheit, die z.T. noch im deutschsprachigen Bereich verwendet wird: 1 RÖL ist die Heizenergiemenge, die in 1 kg Rohöl steckt ( = 10.000 kcal) Umrechnen in Joule ergibt: 1 RÖL = 10.000 kcal = 10.000 • 4186,8 J = 41.868.000 J = 41,868 MJ 1 Tonne Rohöl (tRÖL) enthält also das 1000-fache, also 41,868 GJ. |
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 interne Links |
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| Lexikon: | Joule Kilowattstunde (kWh) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| externe Links / weiterführende Informationen |
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| // Links werden demnächst ergänzt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Stand: |
=> Energie Ernährung & Landwirtschaft Hunger/ Unterernährung |
 
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