L’ENERGIA IN ENTRATA

L energia in entrata L ENERGIA IN ENTRATA L energia è la grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema fisico di compiere lavoro. I composti organici contenuti negli alimenti (glucidi, lipidi e protidi) sono in grado di fornire all organismo umano l energia necessaria per garantire i processi vitali (per esempio il battito cardiaco o il mantenimento della temperatura corporea) e le attività quotidiane. Abbiamo visto che solo le macromolecole forniscono energia e, riuscendo a quantificare l energia che contengono, potremmo attribuire un preciso valore di energia a ogni alimento che entra nel nostro organismo. Prima di tutto, però, occorre disporre di una unità di misura adeguata per valutare l energia contenuta nel cibo. Nel Sistema Internazionale (SI) l unità di misura dell energia è il joule (J). Nella scienza della nutrizione, tuttavia, quando si parla di energia, l unità di misura maggiormente utilizzata è la chilocaloria (kcal), che corrisponde alla quantità di calore necessaria a innalzare di 1 °C la massa di 1 kg di acqua distillata (da 14,5 °C a 15,5 °C). Vale la seguente corrispondenza: 1 kcal = 4,186 J Ci si può riferire alla chilocaloria usando l espressione grande caloria , abbreviata Cal. Le unità di misura Cal e kcal sono quindi equivalenti. Questa unità di misura è utilizzata non solo per quantificare l energia termica necessaria per mantenere costante la temperatura corporea, ma anche le altre forme di energia (chimica e cinetica, per esempio) necessarie per consentire all organismo di compiere dei movimenti o di far avvenire reazioni anaboliche per l accrescimento dei tessuti. L energia introdotta con gli alimenti può anche essere immagazzinata dall organismo (soprattutto nel tessuto adiposo); ciò accade ogniqualvolta l energia introdotta con gli alimenti supera l energia richiesta dal corpo. ENERGIA INTRODOTTA CON GLI ALIMENTI MANTENIMENTO ACCRESCIMENTO MOVIMENTI DELL ORGANISMO E RINNOVAMENTO VOLONTARI DEI TESSUTI IMMAGAZZINAMENTO (SE INTRODOTTA IN ECCESSO) L EQUIVALENZA TRA CALORE E LAVORO: L ESPERIMENTO DI JOULE Intorno alla metà dell Ottocento, il fisico inglese James Prescott Joule riuscì a dimostrare che il lavoro meccanico si può convertire completamente in calore e che perciò anche il calore è una forma di energia. Arrivò a questa conclusione grazie a un esperimento in cui impiegò un dispositivo che in suo onore venne chiamato mulinello di Joule. Joule pose un mulinello a palette, formato da un sistema di ingranaggi mossi da pesi, in un contenitore pieno d acqua a una determinata temperatura e isolato termicamente. Quando i pesi si abbassano, il lavoro meccanico compiuto dal sistema fa ruotare le palette, e la rotazione comporta un aumento della temperatura dell acqua. Osservando questo fenomeno, Joule concluse che tutto il lavoro si era trasformato in calore. Il fisico inglese riuscì anche a determinare l equivalente meccanico del calore, ossia il fattore numerico che permette di passare dal lavoro compiuto dal sistema al calore prodotto, e gli attribuì il valore di 4,186 J: ossia, sono necessari 4,186 J di energia meccanica per innalzare di 1 °C la massa di 1 kg di acqua. 225