- Calorie (unité)
-
Pour les articles homonymes, voir Cal.
Une machine à estimer les calories qu'une personne devrait consommer par jour, photo de 1932 en Allemagne.
La calorie est une unité d’énergie définie par le chimiste et physicien Nicolas Clément en 1824. Le terme apparaît dans les dictionnaires français à partir de 1841 et dans les dictionnaires anglais à partir de 1867. Elle a été proposée et utilisée bien avant que Joule établisse l’équivalence chaleur-travail (1843).
À l’époque de sa définition par Clément, la théorie dominante de la chaleur est celle du calorique de Lavoisier, qui ne peut être ni créé ni détruit. La calorie est donc une mesure de la quantité de calorique, c'est-à-dire, à proprement parler, une mesure de la quantité de chaleur. Le nom de la Calorie dérive du terme calorique, forgé sur le latin calor « chaleur ».
Sa définition historique indique seulement que la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1° « centigrade » la température de 1 kilogramme d'eau. La définition de la calorie est donc fondée sur la capacité calorifique de l'eau.
La définition a ensuite été changée comme suit : la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1° « centigrade » la température de 1 gramme d'eau. Cette définition ne précise pas suffisamment les conditions expérimentales pour permettre une détermination correcte de la calorie, d'où une multiplicité de valeurs dépendant des conditions de mesure. De plus, en changeant la quantité d'eau de référence, elle a conduit à des ambiguïtés et des confusions entre « calorie » et « kilocalorie » (ou « grande calorie ») qui perdurent aujourd'hui. (Voir la section « Variantes et ambiguïtés historiques » ci-après.)
La calorie est une unité « pratique » de quantité de chaleur adoptée par les chimistes, thermiciens et frigoristes. La calorie n'a jamais fait partie des unités du SI. Elle est encore utilisée en diététique et parfois par les chimistes.
Sommaire
Définition
Variantes et ambiguïtés historiques
Historiquement, la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1° « centigrade » la température de 1 kilogramme d'eau. Toutefois, la mesure de la calorie est difficile. Sa valeur dépend de la température à laquelle la mesure est effectuée, des conditions expérimentales, etc.
La définition améliorée (calorie à 15 ℃) spécifie la calorie comme la quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 gramme d'eau dégazée de 14,5 ℃ à 15,5 ℃ sous pression atmosphérique normale. Selon cette nouvelle définition, la calorie vaut donc 1/1 000 de sa valeur précédente.
Pour lever les ambiguïtés, on appelle « grande calorie » (symbole Cal) la valeur mesurée sur 1 kilogramme d'eau et « petite calorie », ou simplement « calorie » (symbole cal) la valeur mesurée sur 1 gramme d'eau :
1 grande calorie = 1 000 petites calories
1 Cal = 1 000 cal = 1 kcalToutefois, les habitudes faisant, les ambiguïtés ont perduré et, jusqu'à une date récente, en diététique, on parlait encore de « calorie » pour dire « grande calorie ».
Définitions actuelles
La mesure précise de la calorie nécessite de spécifier les conditions expérimentales, en particulier la température de l'eau lors de la mesure.
Le tableau ci-après résume diverses définitions de la calorie (aucune de ces unités n'appartient au SI).
Nom Symbole Équivalence en Joules Commentaire calorie thermochimique calth ≡ 4,184 J [1] calorie à 4 ℃ cal4 ≈ 4,204 J quantité d'énergie nécessaire pour élever 1 gramme d'eau dégazée de 3,5 ℃ à 4,5 ℃ à pression atmosphérique normale. calorie à 15 ℃ cal15 ≈ 4,1855 J quantité d'énergie nécessaire pour élever 1 gramme d'eau dégazée de 14,5 ℃ à 15,5 ℃ à pression atmosphérique normale (101 325 Pa). Les mesures expérimentales sont comprises entre 4,1852 J et 4,1858 J. En 1950, le CIPM a recommandé une moyenne expérimentale de 4,1855 J, avec une incertitude de 0,0005 J.[1] calorie à 20 ℃ cal20 ≈ 4,182 J quantité d'énergie nécessaire pour élever 1 gramme d'eau dégazée de 19,5 ℃ à 20,5 ℃ à pression atmosphérique normale. calorie moyenne calmoy ≈ 4,190 J 1⁄100 de la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'1 gramme d'eau dégazée de 0 ℃ à 100 ℃ à pression atmosphérique normale. calorie des tables de vapeur internationales (1929) ≈ 4,1860 J 1⁄860 watt.heure = 180⁄43 joule exactement. calorie des tables de vapeur internationales (1956) calIT ≡ 4,1868 J 1,163 mWh = 4,1868 J exactement. Définition adoptée par la cinquième conférence internationale sur les propriétés de la vapeur (Londres, juillet 1956).[1] calorie IUNS ≡ 4,182 J Coefficient de conversion retenu par le Comité des nomenclatures du l'Union internationale des sciences de la nutrition.[2] Unités associées et dérivées
Aucune de ces unités n'appartient au SI.
Nom Nom alternatif Symbole Équivalence Commentaire calorie petite calorie cal grande calorie calorie Cal 1 Cal = 1 kcal En diététique le terme "calorie" est encore utilisé pour désigner une "grande calorie", c'est-à-dire 1000 cal soit 1 kcal thermie th 1 th = 1.106cal = 1000 Cal = 1 Mcal Unité ancienne à peu près inutilisée de nos jours. frigorie fg 1 fg = -1 cal Unité des frigoristes, en désuétude. L'unité pratique est la kilofrigorie kfg. Notes
- Organisation internationale de normalisation ISO 31-4: Grandeurs et unités – Partie 4 : Chaleur. Annexe B : Autres unités données pour information, concernant en particulier les coefficients de conversion. Organisation internationale de normalisation, 1992.
- FAO (Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture.), « L'adoption du joule comme unité d'énergie. (En anglais.) »
Catégories :- Unité non-SI
- Unité de mesure d'énergie
- Nutrition
- Calorimétrie
Wikimedia Foundation. 2010.
