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Lexikon Kalorie / Kilokalorie

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).
  

Definition:
Kalorie (cal)

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
    
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.
   
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.
  
  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.
  
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.
  
  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.
 
    
 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 4,1868 verwendet.
Energiegehalt
in Lebensmitteln


 
kcal
kJ
1 g Kohlenhydrate
4,1
17,2
1 g Eiweiß
4,1
17,2
1 g Fett
9,3
38,9
1 g Alkohol
7,1
29,7
1g Zucker
4,0
16,7
  
Kalorientabellen
im Internet

Im Internet finden sich viele Kalorientabellen, die meist nach Lebensmittelgruppen sortierte Tabellen anbieten, z.B.: www.kalorien-tabelle.de/tab.html   
www.novafeel.de/ernaehrung/kalorientabelle/kalorientabelle.htm  

Eine interaktive Variante:
nach Eingabe des Lebensmittels wird der kcal-Wert ausgegeben:
www.fettrechner.de/kalorientabelle/

Eine alphabetisch bzw. nach Kaloriengehalt sortierte Liste unter:
www.med-surfer.de/kalorientabelle/kalorientabelle.php3
  

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

Grundumsatz am Tag:
kcal
kJ
   bei Männern
1700
7118
   bei Frauen
1500
6280
Beispiele für Aktivitäten: 1 Stunde lang
kcal
kJ
Liegen
68
285
Sitzen
72
301
Stehen
75
314
Gehen in der Ebene mit ca. 3,6 km/h:
210
379
Marsch in der Ebene mit ca. 6 km/h:
350
1465
Fahrradfahren mit ca. 15 km/h:
380
1591
Schwimmen
640
2680
 
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.

 
Ausdauerleistung
Watt
Bei Ergometern wird die Ausdauerleistung üblicherweise in Watt (W) angegeben. 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.
1 kWh = 860 kcal Aus der Formel  Energie = Leistung Zeit   folgt:
Energie = 100 Watt (W) 2,5 Stunde (h) = 250 Wh = 0,25 kWh.
Während 2,5 Stunden Ausdauersport wird also gerade mal 1/4 kWh = 215 kcal
Energie verbraucht, laut Tabelle oben aber 380 kcal 2,5 = 950 kcal.
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.
 
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.
Energieumsatz
im Weltdurchschnitt
und verschiedenen Regionen der Erde
Der taz-Infokasten enthält weitere Angabe über durchschnittliche kcal-Werte weltweit und in verschiedenen Erdregionen.
(Angaben in kcal pro Tag pro Mensch)
  
1970
2000
Weltdurchschnitt
2410
2800
Industrieländer
3130
3230
Ostasien
2010
2920
Schwarzafrika
2100
2190

   

Download der Infografik
pdf, 127 KB
oekom.de

Infografik: Weltweite Verteilung von Hunger und Nahrung.
Durchschnittlich zur Verfügung stehende Kalorienmenge sowie Anteile unterernährter Menschen

Region
(1)
(2)
(3)
Welt
2804
862
14
Industrieländer:
3470
9
< 2,5
Lateinamerika:
2860
52
10
Subsahara-Afrika
2262
213
33
arabische Welt
3110
34
9
GUS
2930
28
7
Südasien
2430
300
21
Ostasien/Südostasien
2682
227
12
Stand: 2006/2007 ; Quelle: FAO/WHO

(1) durchschnittliche täglich verfügbare
     Nahrungskalorien in kcal/Person
(2) Anzahl Unterernährter an der
      Bevölkerung in Mio
(3) Anteil Unterernährter an der
     Bevölkerung in %

Der tägliche Mindestkalorienbedarf
liegt laut FAO/WHO im Mittel
bei 1874 kcal/Person.

  
=> Hunger/ Unterernährung    Ernährung & Landwirtschaft    Armut & Reichtum
 
    
weitere veraltete Energieeinheiten für Energieträger  


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)
  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:
Definition: 1 SKE ist die Wärmeenergie, die in einem durchschnittlichen
                  kg Steinkohle steckt  = 7000 kcal
.

Umrechnen in Joule ergibt:

Umrechnen:
7000
4186,8 J = 29.307.600 J = 29,3076 MJ
In einer Tonne SKE (tSKE) steckt dann das 1000-fache, also 29,3076 GJ
   

Rohöl-Einheit (RÖL)

1 RÖL = 41,868 MJ
1tRÖL = 41,868 GJ

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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Lexikon:   Joule  Kilowattstunde (kWh)
   
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Stand: 21.01.11/zgh =>  Energie   Ernährung & Landwirtschaft   Hunger/ Unterernährung
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