Il fisico Joule trovò la corrispondenza tra l’energia meccanica e l’energia termica, e quindi tra Joule da lavorare alle calorie da mangiare.
L’energia meccanica espressa in Joule corrisponde a 0,239 calorie, inversamente 1 caloria = 4,186 J.
1 caloria è il calore specifico dell’acqua, cioè 1 caloria è in grado di alzare di 1°C (da 14,5° a 15,5°) la temperatura di 1 grammo d’acqua distillata a livello del mare.
Es scaldare 70 litri d’acqua da 15°C a 37°C = 70 x 1000 x (37-15) = 1.540.000 calorie = 1.540 kcal.
Abbiamo pensato a 15° di partenza, perchè 15° è la temperatura media della Terra.
Le Kcalorie degli alimenti
Le calorie vengono normalmente usate per misurare l’energia degli alimenti:
1 grammo di proteina libera = 4,00 kcal
1 grammo di carboidrati = 3,75 kcal
1 grammo di alcool = 7,00 kcal
1 grammo di grassi = 9,00 kcal
Il metabolismo basale è l’attività minima per mantenere in vita il corpo, restando a letto, sdraiati, senza muoversi, perfino senza leggere: fermi. Un uomo adulto normopeso ha bisogno per il proprio metabolismo basale di 1 kcal all’ora per ogni kg di peso corporeo. Quindi 70 x 24 h = 1600 kcal. Queste 1600 kcal verranno si disperdono scaldando il corpo. Abbiamo visto anche visto che mantenere la temperatura corporea di 37 °C con un ambiente esterno di 15°C sono necessarie 1.540 kcal.
E se ci muoviamo quanta energia ci serve e quanto calore extra dovremo disperdere ?
Una passeggiata di 4 km quanto lavoro è ? 70 kg x 9,8 G = 686 N x 4.000 m = 2.744 kJ è il lavoro, e le calorie saranno 2.744 / 4,186 = 655 kcal
Quindi 1.540 + 655 = 2.200 kcal fabbisogno alimentare giornaliero.
In realtà la differenza termica non è di 22°, come non facciamo 4 km al giorno, per cui si stimano fabbisogni medi sotto le 2.000 kcal.
Quanto lavoro devo fare per smaltire un bicchiere di latte parzialmente scremato?
Facciamo due conti con Joule e calorie.
Una ragazza di 60 kg e un ragazzo di 70 kg bevono un bicchiere da 100 ml di latte parzialmente scremato, che contiene contiene 46 kcal che provengono da 4,9 g di carboidrati, 3,5 g di proteine e solo 1,5 g di lipidi. I due ragazzi pensano di smaltire le calorie salendo le scale. Le alzate dei gradini misurano 18 cm. Il ragazzo smaltirà prima le calorie, perchè ? Quanti metri deve salire in più la ragazza ad esaurimento delle 46 kcal.
Calcoliamo i joule necessari per salire uno scalino, e poi calcoliamo gli scalini da fare:
Maschio: 70 x 9,82 x 0,18= 123,7 Joule, trasformiamoli in calorie x 4,186 = 517,9 cal = 0,518 kcal, 46/0,518= 88 scalini, il ragazzo si ferma quì, più o meno al 5° piano
Femmina 60 x 9,82 x 18=106 joule, trasformiamoli in calorie x 4,186 = 443,95 cal = 0,444 kcal, 46/0,444= 103 scalini, cioè 15 scalini in più, 15 x 18 = 270 cm in più, cioè il 6° piano.
| Calorie | Joule |
| 1 | 4.1868 |
| 2 | 8.3736 |
| 3 | 12.5604 |
| 4 | 16.7472 |
| 5 | 20.934 |
| 6 | 25.1208 |
| 7 | 29.3076 |
| 8 | 33.4944 |
| 9 | 37.6812 |
| 10 | 41.868 |
Calorie ogni 100 grammi di alimenti
Pane formato rosetta 269 calorie ogni 100 grammi
Pasta di semola cotta 137 calorie ogni 100 grammi
Salsa di pomodoro 65 calorie ogni 100 grammi
Olio di oliva 901 calorie ogni 100 grammi
Carpaccio di manzo 115 calorie ogni 100 grammi
Radicchio trevisano 15 calorie ogni 100 grammi
Mela golden 43 calorie ogni 100 grammi
Panna cotta 350 calorie ogni 100 grammi