واحدهای اندازه‌گیری گرما SI CGS توضیح داده شده

اندازه‌گیری گرما—یک شکل اساسی از انتقال انرژی—بسته به موقعیت جغرافیایی و رشته علمی، به طور قابل توجهی متفاوت است. این تفاوت ناشی از وجود چندین سیستم واحد است که هر کدام ریشه‌های تاریخی و عملی دارند. درک این تفاوت‌ها برای محققان، مهندسان و حتی مصرف‌کنندگانی که برچسب‌های تغذیه یا مشخصات HVAC را بررسی می‌کنند، بسیار مهم است.

استاندارد بین‌المللی: ژول

در سیستم بین‌المللی واحدها (SI)، ژول (J) به عنوان واحد جهانی برای گرما و تمام اشکال انرژی عمل می‌کند. از نظر مکانیکی تعریف شده است، یک ژول برابر است با کاری که وقتی نیروی یک نیوتن یک جسم را به اندازه یک متر جابجا می‌کند. این استانداردسازی تبدیل یکپارچه بین انرژی حرارتی، مکانیکی و الکتریکی را تسهیل می‌کند—سنگ بنایی برای تحقیقات بین‌رشته‌ای و همکاری جهانی.

میراث پایدار کالری

علیرغم تسلط SI، کالری (cal)—باقی‌مانده‌ای از سیستم سانتی‌متر-گرم-ثانیه (CGS)—در شیمی و زمینه‌های رژیم غذایی همچنان ریشه دارد. در اصل به عنوان گرمایی تعریف می‌شود که برای افزایش دمای 1 گرم آب به میزان 1 درجه سانتی‌گراد مورد نیاز است، معادل مدرن آن دقیقاً 4.184 ژول است. صنعت غذا این پیچیدگی را با استفاده از کیلوکالری‌ها (kcal، یا «کالری بزرگ») ترکیب می‌کند، جایی که 1 کیلوکالری برابر با 1000 کالری است که اغلب به طور گمراه‌کننده‌ای روی بسته‌بندی‌ها «کالری» برچسب‌گذاری می‌شود.

تغییرات منطقه‌ای: مورد BTU

در ایالات متحده و برخی از کشورهای مشترک‌المنافع، واحد حرارتی بریتانیا (BTU) در کاربردهای گرمایش و سرمایش همچنان وجود دارد. یک BTU نشان‌دهنده گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای 1 پوند آب به میزان 1 درجه فارنهایت است—تقریباً 1055 ژول. دوام این واحد در صنایع HVAC نشان می‌دهد که چگونه شیوه‌های منطقه‌ای و استانداردهای تجهیزات می‌توانند بر تلاش‌های هماهنگی جهانی غلبه کنند.

پیامدهای عملی

همزیستی این واحدها نیازمند هوشیاری است:

• ادبیات علمی ممکن است داده‌های حرارتی را بر حسب ژول یا کالری گزارش دهد که نیاز به تبدیل واحد دقیق در طول متاآنالیزها دارد.
• مشخصات مهندسی برای پروژه‌های چندملیتی باید واحدها را صریحاً ذکر کرد تا از خطاهای پرهزینه جلوگیری شود—یک دیگ بخار را تصور کنید که بر حسب BTU طراحی شده است اما با کنترل‌های مبتنی بر ژول نصب شده است.
• آگاهی مصرف‌کننده به همان اندازه حیاتی است؛ سوء تفاهم «کالری» در مقابل «کالری» روی برچسب‌های مواد غذایی می‌تواند منجر به محاسبات نادرست رژیم غذایی شود.

این چندگانگی صرفاً یک افزونگی نیست—هر سیستم واحد برای حل چالش‌های اندازه‌گیری خاص در زمینه تاریخی و فنی خود پدید آمده است. با رشد اتصال متقابل جهانی، درک این زبان‌های اندازه‌گیری و جداول تبدیل که آنها را به هم متصل می‌کنند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.