تحويل السعرات إلى جول

عُرِّفت السعرة الحرارية في القرن التاسع عشر بأنها الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء درجة مئوية واحدة. ولأن هذه الكمية تتغير قليلًا بحسب درجة حرارة الماء الابتدائية، ظهرت عدة نسخ: سعرة 15 °C وقيمتها نحو 4.1855 J، والسعرة الجدولية الدولية وقيمتها 4.1868 J وتُستعمل في هندسة البخار، والسعرة الكيميائية الحرارية وقيمتها 4.184 J بالضبط. واستقرت الكيمياء والتغذية على الأخيرة، وعليها يعتمد هذا المحول أيضًا.

الجول هو وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات: الشغل الذي تبذله قوة مقدارها نيوتن واحد على مسافة متر واحد، أو واط واحد لمدة ثانية واحدة. ورفع تفاحة وزنها 102 g مسافة متر واحد يستهلك نحو 1 J، فالسعرة الواحدة تعادل تقريبًا الطاقة اللازمة لرفع هذه التفاحة أربعة أمتار.

في المختبر تُحسب الحرارة غالبًا بالعلاقة q = m × c × ΔT. وبما أن الحرارة النوعية للماء 1 cal/(g·°C)، أي 4.184 J/(g·°C)، فإن تسخين 250 g من الماء من 20 °C إلى 100 °C يحتاج إلى 250 × 80 = 20,000 cal، أي 83,680 J أو 83.7 kJ. وإجراء الحساب بالسعرات أولًا ثم التحويل في النهاية يتجنب التقريب في كل خطوة.

لا تزال الكتب الدراسية القديمة وبعض الجداول المرجعية تعطي حرارة التفاعل والاحتراق بوحدة kcal/mol. اضرب القيمة في 4.184 لتحصل على kJ/mol، وهي الوحدة التي تستخدمها البيانات الحديثة: فالقيمة 57.8 kcal/mol لتكوين بخار الماء من الهيدروجين والأكسجين تصبح 241.8 kJ/mol.

السعرة الغذائية (Calorie) تساوي 1,000 من هذه السعرات. لذلك فوجبة خفيفة قيمتها 100 Calorie تحتوي على 418,400 J وليس 418.4. وإذا بدت النتيجة أصغر بألف مرة مما يناسب طعامًا، فمعنى ذلك أنك بدأت بالكيلوسعرات؛ استخدم kcal إلى kJ بدلًا من ذلك. أما الطاقة الكهربائية فتأتي عادةً بالكيلوواط ساعة، ويحوّلها kWh إلى جول.