열량(Calorie)

열량(Calorie)

열을 에너지의 양으로 나타낸 것.

열은 고온의 물체에서 저온의 물체로 이동하는데 이때 이동한 열의 양.

 

같은 질량의 물질을 가열해도 어떤 물질은 온도가 빨리 변하지만, 어떤 물질은 온도가 잘 변하지 않는다.

이는 질량이 같아도 물질에 따라 온도를 변화시키는 데 필요한 열량이 다르기 때문이다.

어떤 물질 1kg을 1도 높이는 데 필요한 열량을 비열이라고 한다. 같은 열량을 가해도 비열이 큰 물질은 온도 변화가 작고, 비열이 작은 물질은 온도 변화가 크다.

일반적으로 액체의 비열은 고체의 비열보다 크기 때문에 고체의 온도 변화가 크다. 같은 물질이라도 질량이 크면 온도를 변화시키는 데 많은 열량이 필요하다.

또, 질량이 같아도 물질의 비열이 크면 온도를 변화시키는 데 많은 열량이 필요하다. 그래서 물체의 온도를 변화시키는 데 필요한 열량을 비교할 때는

물체의 질량과 비열을 알아야 한다. 어떤 물체를 1도 높이는 데 필요한 열량을 열용량이라고 하며, 물체의 열용량은 비열과 질량의 곱으로 구할 수 있다.

 

칼로리(Calorie)

에너지의 단위로, 온도가 다른 물체 사이에 전해지는 에너지의 양이다. 즉 물질의 온도를 높이는 데 소요되는 열의 양이다.

라틴어의 '"열"을 의미하는 단어인 "calor"에서 유래하였다. 칼로리 단위의 기호는 cal, kcal(1000cal)을 쓴다. 영양학에서는 주로 Cal(=kcal)을 사용한다.

1948년의 국제도량형총회에서 칼로리는 가능한 한 사용하지 말고 사용할 경우에는 줄(J)을 병기할 것을 결의했다.

에너지, 열량의 국제 단위계(SI)의 표준 단위는 줄이며, 칼로리는 병용 단위로서도 채택되어 있지 않다.

 

일반적으로 알려진 정의는 "물 1그램을 1°C 올리는 데 필요한 열량"이나,

물의 비열이 온도에 따라 달라지기 때문에 정확히는 "1기압 하에서 14.5℃의 물 1그램을 15.5℃까지 올리는 데 필요한 열량"이다.

1칼로리는 4.184J(줄) 이다.

 

생리적 열량을 계산할 때는 보통 간단한 계산을 위해 애트워터 계수(Atwater's coefficient)를 사용하며,

단백질과 탄수화물이 1그램당 4kcal, 지방이 1그램당 9kcal, 알콜이 7kcal의 열량을 가지는 것으로 계산한다.

 

인체의 지방 조직은 87%가 지질이며, 1kg의 지방 조직은 대충 870g의 순수한 지방으로 이루어져 있는 셈이다(약 7800kcal).

곧, 지방 조직 1kg을 없애려면 7800kcal를 소모해야 한다. (단, 지방이 먼저 연소되지 않기 때문에 실제 운동량은 이것보다 훨씬 크다)

 

- 출처 : 백과사전 -

 

 

열량계산식

  열량(Q) = 체적(CMH) x 비열 x 비중(kg/㎥) x 온도차(Δt)

 * 1 kw/h(전력량) = 860 kcal/h

 * CMH = 시간당 체적으로 단위는 ㎥/h

 

 (참고)

기체 : 분당 10㎥ 의 공기를 12℃ 에서 20℃ 로 올리는데 필요한 열량과 전력량을 구하면,

  Q = 10 ㎥/min(공기의 체적) x 60 min(분당에서 시간당으로 변환) x 0.24(비열) x 1.2(비중) x 8℃(온도차) = 1,382.4 kcal/h

  열량 = 1,382.4 kcal/h

  전력량 = 1,382.4 ÷ 860 = 1.61 kw/h

 

액체 : 물 18ℓ 를 20℃ 에서 100℃ 로 올리는데 필요한 열량과 전력량을 구하면,

  Q = 18ℓ x 1.0(비열) x 1.0(비중) x 80℃(온도차) = 1,440 kcal/h

  열량 = 1,440 kcal/h

  전력량 = 1,440 ÷ 860 = 1.67 kw/h

 

고체 : 알루미늄 100kg 을 20℃ 에서 660℃ 로 올리는데 필요한 열량과 전력량을 구하면,

  Q = 100kg x 0.21(비열) x 2.69(비중) x 640℃(온도차) = 36,153.6 kcal/h

  열량 = 36,153.6 kcal/h

  전력량 = 36,153.6 ÷ 860 = 42 kw/h