칼로리, calorie, 에너지 단위, 온도 높이는 열의 양
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 mcal(1/1000cal), cal, kcal(1000cal)을 쓴다. 영양학에서는 주로 Cal을 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.
칼로리의 정의
일반적으로 알려진 정의는 "물 1그램을 1°C 올리는 데 필요한 열량"이나, 물의 비열이 온도에 따라 달라지기 때문에 정확히는 "1기압 하에서 14.5°C의 물 1그램을 15.5°C까지 올리는 데 필요한 열량"이다. 1칼로리(cal)는 4.184J(줄)이다. 1기압 하에서 14.5°C의 물 1그램을 15.5°C까지 올리는 데 필요한 열량"은 약 4.1855J(줄) 로 표기되며 화학적 칼로리가 정확히 1 칼로리 당 4.1840J(줄) 로 정의된다.
| 열화학적 칼로리 | calth | ≡ 4.184 J≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6 kWh ≈ 2.611×1019 eV |
| 4 °C 칼로리 | cal4 | ≈ 4.204 J≈ 0.003985 BTU ≈ 1.168×10−6 kWh ≈ 2.624×1019 eV |
| 15 °C 칼로리 | cal15 | ≈ 4.1855 J≈ 0.0039671 BTU ≈ 1.1626×10−6 kWh ≈ 2.6124×1019 eV |
| 20 °C 칼로리 | cal20 | ≈ 4.182 J≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6 kWh ≈ 2.610×1019 eV |
| 평균 칼로리 | calmean | ≈ 4.190 J≈ 0.003971 BTU ≈ 1.164×10−6 kWh ≈ 2.615×1019 eV |
| 국제 증기표 칼로리 (1929) | ≈ 4.1868 J≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6 kWh ≈ 2.6132×1019 eV | |
| 국제 증기표 칼로리 (1956) | calIT | ≡ 4.1868 J≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6 kWh ≈ 2.6132×1019 eV |
현재 학문적인 단위 환산에서는 1 cal = 4.184 J 로 정의한 thermochemical calorie를 쓰며, 이외에도 상술한 물의 비열을 이용한 정의를 포함하여 여러 정의가 있다. 정의마다 값이 조금씩 차이가 나지만 1 cal는 4.2 J 근처의 값을 갖는다.
과거 열이 일과 동등한 것이라는 개념이 처음 주장되던 시절, 칼로리는 1 cal의 최초의 정의는 1기압에서 물 1 g의 온도를 1°C 올릴 때 드는 에너지의 양으로 정의되었었다. 그러나 현재는 열과 일이 동등하다는 것이 당연하게 받아들여지고 있으므로, 굳이 SI 단위계에서 유도되어 엄밀하게 정의 가능한 J을 놔두고 cal을 쓸 필요가 없다. 또한 물의 비열은 압력이나 온도에 좌우되는데, 이로 인해 여러 다른 값을 가진 칼로리가 난무한 바도 있다.
cal을 1000배 하면 k(킬로)가 붙어서 kcal(킬로칼로리)가 되거나 C를 대문자로 쓴 Cal가 된다. 즉, 1000 cal = 1 kcal = 1 Cal = 4184 J = 4.184 kJ이다. C가 대문자인 Cal은 kcal과 똑같은 단위이며, Cal는 1819~1824년에, cal는 1852년에 처음 소개된 단위로 Cal가 cal보다 먼저 나온 단위이기 때문에 과거에는 kcal보다 Cal를 압도적으로 많이 썼다. 분명히 cal와는 다른 kcal를 흔히 그냥 '칼로리'로 부르는 것도 이러한 배경에서 나온 것. 하지만 Cal이 아닌 kcal로 표기할 때는 분명하게 '킬로 칼로리'라고 읽는 것이 옳다. Cal를 특별히 cal와 구분하여 부를 때는 'large calorie'라는 말을 사용한다. 사실 요즘은 라지 칼로리하고 하지 않고 그냥 킬로칼로리라고 말하는 경우가 더 많다
용도
SI 단위에서는 줄(J)을 표준 단위로 삼았기 때문에, 동일한 차원의 단위인 칼로리를 굳이 혼용할 필요가 없어서 서서히 쓰임새가 줄고 있지만, 대한민국에서는 아직도 식품의 열량을 킬로칼로리(kcal)로 표현하는 등 식품영양 관련 분야에서 칼로리 단위를 많이 사용하여 오히려 한국인들에게는 줄보다 칼로리가 더 익숙하다. 외국에서는 식품 영양 표시에 칼로리와 줄을 같이 표기하거나 아예 줄만 표기해 놓는 곳도 있으며, 보통 킬로줄(kJ)로 표현한다.
학문적으로도 관습상의 이유로 열용량 단위(kcal/℃) 등으로 여전히 사용되고 있으나, 최근에 나오는 책들은 최대한 줄로 대체하는 분위기. 특히 결합 에너지의 대략적 크기를 묘사할 때 kcal/mol로 묘사하는 것이 kJ/mol로 묘사하는 것보다 직관적인 경우가 많다.
칼로리, 다이어트
칼로리는 무엇일까? 간단하게 이야기하면 우리가 섭취한 음식으로부터 얻을 수 있는 에너지의 양이다.
칼로리에 대한 가장 흔한 오해는 ‘저칼로리’ 식사가 건강에 좋다는 인식이다. 칼로리 섭취량이 적을 때 자기 관리를 잘하는 것이라는 인식이 자리하면서 생긴 오해다. 하지만 사실상 우리 몸은 저칼로리가 아니라 적정량의 칼로리가 필요하다.
숨을 쉬고 심장이 뛰고 말을 하고 걷는 등 일상의 모든 몸의 기능이 칼로리를 섭취했을 때 가능하다.
칼로리가 필요 이상 몸에 들어오면 지방 형태로 저장돼 살이 찌지만, 부족해도 기운이 없고 일상 활동을 생산적이고 효율적으로 실천하기 어려워진다.
그렇다면 적당한 칼로리 섭취량은 어느 정도일까? 이는 각 개인의 활동량, 현재 체중, 성별, 건강 상태 등에 따라 달라진다. 가령 130파운드(약 59kg) 정도의 평범한 체중을 가진 활동적인 여성이라면 대략 하루 2000칼로리 정도의 보충이 필요하다. 단 체중 감량을 필요로 하지 않는, 유지만 하면 되는 여성을 기준으로 했을 때다. 체중 감량을 해야 한다면 적정 칼로리 섭취량은 또 달라진다.
자신에게 적정한 하루 칼로리 섭취량을 잘 모르겠다면 의사나 헬스 트레이너 등 건강 전문가의 도움을 받도록 한다. 하지만 요즘에는 권장 칼로리를 계산하는 어플들이 많으니, 이를 통해서도 대략적인 계산이 가능하다.
다이어트를 하는 사람들은 저칼로리 식사를 해야 한다는 강박관념을 느끼기 쉬운데, 급작스러운 체중 감량을 필요로 하는 운동선수 등이 아니라면 굳이 칼로리 섭취량을 지나치게 제한할 필요는 없다. 오히려 이로 인해 예전보다 살이 찌기 쉬운 몸이 된다.
덜 먹는 만큼 살이 빠지는 것은 사실이지만, 지나치게 적게 먹으면 신진대사가 느려져 결국 점점 살이 잘 찌는 체질로 바뀐다. 요요가 올 뿐 아니라, 오히려 예전보다 더 비만이 될 확률이 높다는 것.
몸에 너무 적은 양의 칼로리가 들어오면 우리 몸은 음식이 부족한 ‘기아 모드’로 인식하게 된다. 이로 인해 가급적 우리 몸에 축적된 칼로리를 태우려 하지 않는다. 이런 현상을 바로 신진대사가 느려졌다고 표현한다.
그런데 다이어트가 아니라 건강하게 오래 살기 위해서도 ‘소식’은 필요하지 않을까? 그렇다. 단 소식에 대해 오해를 하지 않아야 한다. 소식은 저칼로리 식사라기보다는 적정량의 식사에 가깝다. 즉 과식이나 폭식을 하지 말라는 의미로 보는 것이 보다 정확하다. 칼로리 섭취량이 많은 사람은 현재 먹는 식사량의 15%만 줄여도 노화 과정을 늦출 수 있다는 연구결과가 있다.
저탄수화물 고단백 다이어트를 하는 사람들이 많은데, 이는 탄수화물이 단백질보다 칼로리가 높다는 의미일까? 그렇지 않다. 탄수화물과 단백질 모두 그램당 약 4칼로리의 열량이 나간다. 탄수화물 역시 우리 몸이 꼭 필요로 하는 영양성분이므로, 단백질, 지방, 식이섬유, 비타민, 각종 미네랄과 함께 꼭 먹어야 한다. 설탕과 같은 정제된 탄수화물만 주의하면 된다.