पानी से भरे बर्तन में एक सीलबंद इस्पात का बम खड़ा है, और उसके भीतर समय-समय पर एक नमूना भभक उठता है: उसके चारों ओर नारंगी आभा फैल जाती है, और पानी में तली से अलग-अलग आकार के बुलबुले उठते हैं, हर एक अपनी लय में। पानी की सतह साँस लेती है, दाईं ओर थर्मामीटर का स्तंभ चमक के बाद ऊपर उठकर पीले निशान तक पहुँचता है, और नीचे के पैमाने पर पठन का निशान एक सिरे से दूसरे सिरे तक दौड़ता है।
इकाई का पत्रक
SI के बाहर · पोषण के लिए बरकरार पत्रक 1/1 · संशोधन 2026-09कैलोरी cal · kcal
SI के बाहर की इकाई · राशि: ऊर्जा · ठीक 4.184 जूल
वह इकाई जिसे हम खाते हैं
बिस्कुट के पैकेट पर लिखी संख्या किसी माप का नतीजा लगती है, पर कुछ भी मापा नहीं गया। किसी ने वे बिस्कुट कैलोरीमीटर में नहीं जलाए: प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट की मात्रा ली गई, चार, नौ और चार से गुणा की गई, जोड़ी गई — और छाप दी गई। ये गुणांक अमेरिकी रसायनज्ञ विल्बर एटवॉटर ने उन्नीसवीं सदी के अंत में चुने, यह तुलना करके कि भोजन की ऊर्जा का कितना हिस्सा आग मुक्त करती है और पाचन तथा गुर्दों के अपना हिस्सा ले लेने के बाद मनुष्य के लिए कितना बचता है।
इन दो संख्याओं का अंतर मामूली नहीं है। सूखी अंडे की सफ़ेदी इस्पात के बम में प्रति ग्राम लगभग पाँच दशमलव सात किलोकैलोरी देती है, जबकि शरीर को लगभग चार मिलती हैं, क्योंकि नाइट्रोजन पूरी तरह जले बिना यूरिया के साथ निकल जाती है। रेशा बम में शक्कर जितना ही अच्छा जलता है, पर आँत में मुश्किल से आधा ही काम आता है, और वह भी दूसरों की ताक़त से — बैक्टीरिया के काम से —, इसलिए यूरोपीय नियम उसे प्रति ग्राम केवल दो किलोकैलोरी देते हैं।
यह इकाई स्वयं उस दौर से आई है जब ऊष्मा को एक पदार्थ माना जाता था: कैलोरी उस «ऊष्मा-द्रव» की मात्रा थी जो एक ग्राम पानी को एक डिग्री गर्म करने के लिए चाहिए। वह पदार्थ कभी नहीं मिला, सिद्धांत ढह गया, पर इकाई बच गई, क्योंकि पानी के प्रयोगों में वह एक सुविधाजनक माप साबित हुई, और आख़िरकार उसे सीधे-सीधे जूल की एक संख्या के रूप में परिभाषित कर दिया गया — चार दशमलव एक आठ चार, पानी का कोई ज़िक्र किए बिना।
छोटा cal छोटी कैलोरी है, जबकि अमेरिकी पोषण की किताबों में बड़ा Cal किलोकैलोरी का अर्थ देता है, यानी ठीक हज़ार गुना अधिक, इसलिए एक ही अक्षर एक संस्करण से दूसरे में तीन कोटियों का अंतर रखता है। तकनीकी पाठ में सबसे सुरक्षित है बिना बिंदु के kcal लिखना, और «ऊर्जा मान» को भोजन का गुण मानना, इकाई का नाम नहीं।
कैलोरियाँ एक से अधिक हैं और बराबर नहीं हैं: ऊष्मरासायनिक कैलोरी ठीक चार दशमलव एक आठ चार जूल है, अंतरराष्ट्रीय चार दशमलव एक आठ छह आठ, और पंद्रह डिग्री की कैलोरी पानी के वास्तविक प्रयोग से तय होती है। इसके अलावा लेबल की संख्या कैलोरीमीटर से नहीं बल्कि गणना से आती है, और इकाई को ख़ुद जूल ने रसोई के सिवा हर जगह से कब का हटा दिया है।
01 · परिभाषा
प्रति डिग्री एक ग्राम पानी · बम · एटवॉटर के संशोधनऐतिहासिक रूप से कैलोरी ऊष्मा की वह मात्रा है जो एक ग्राम पानी को एक डिग्री सेल्सियस गर्म करे, और यह परिभाषा डगमगाती निकली, क्योंकि पानी की ऊष्मा धारिता स्वयं तापमान पर निर्भर करती है। इसी से एक साथ कई कैलोरियाँ आईं: चौदह दशमलव पाँच और पंद्रह दशमलव पाँच डिग्री के बीच गिनी जाने वाली पंद्रह डिग्री की कैलोरी, भाप-सारणियों की अंतरराष्ट्रीय कैलोरी, और ऊष्मरासायनिक, जिसे अंत में सीधे चार दशमलव एक आठ चार जूल के बराबर रख दिया गया।
यह परिभाषा अंतिम है, और पानी का प्रयोग अब केवल उत्पत्ति की याद भर रह गया है। फिर भी यह सुविधाजनक है, क्योंकि सरल संबंध बचा रहा: एक किलोकैलोरी आज भी एक किलोग्राम पानी को लगभग एक डिग्री गर्म करती है, इसलिए कोई भी पोषण-संख्या आसानी से चित्र बन जाती है — मीठे सोडे का एक डिब्बा बिजली की केतली में डालें तो एक लीटर पानी लगभग उबाल तक पहुँच जाए।
भोजन के साथ बात कठिन है, क्योंकि मनुष्य भट्ठी नहीं है। तीस वायुमंडल ऑक्सीजन के नीचे इस्पात के बम में सब कुछ बिना बचे जल जाता है, जबकि शरीर में ऊर्जा का कुछ हिस्सा बिना पचे निकल जाता है, कुछ ख़ुद अवशोषण पर खर्च होता है और कुछ नाइट्रोजनी यौगिकों के साथ शरीर छोड़ देता है। एटवॉटर ने ये हानियाँ श्वसन-कक्ष में लोगों पर मापीं और ऐसे गुणांक निकाले जो तब से लगभग नहीं बदले: प्रति ग्राम प्रोटीन चार किलोकैलोरी, प्रति ग्राम वसा नौ, प्रति ग्राम कार्बोहाइड्रेट चार, प्रति ग्राम एथेनॉल सात।
बाद में पता चला कि ये संख्याएँ भी ज़रूरत से ज़्यादा औसत निकाली गई हैं। लेबल के हिसाब से बादाम प्रति ग्राम लगभग छह किलोकैलोरी देते हैं, पर लोगों पर मापने पर लगभग चार दशमलव छह, क्योंकि वसा कोशिका-भित्तियों में बंद रहती है और उसका कुछ हिस्सा बिना पचे निकल जाता है; साबुत मेवों और दालों में अंतर एक-चौथाई तक पहुँचता है। इकाई दोषी नहीं — वह जूल ईमानदारी से गिनती है —, पर भोजन पर उसे लागू करने का तरीक़ा एक अनुमान ही रहता है, जिस पर पैकेट चुप रहता है।
बम हमेशा ज़्यादा क्यों दिखाता है
बाईं ओर नमूना पानी में डूबे इस्पात के बम में रखा है: चमक के साथ उसके चारों ओर लौ फैलती है, दीवारों के पास पानी बुदबुदाता है, और थर्मामीटर का स्तंभ ठीक उतना ऊपर रेंगता है जितनी मुक्त ऊष्मा आवरण में डाले गए पानी के लिए पर्याप्त हो। दाईं ओर यही बात दो स्तंभों में खोली गई है: जलने की पूरी ऊष्मा और उसका वह हिस्सा जो एटवॉटर गुणांक मनुष्य के नाम करते हैं, और प्रोटीन तथा मेवों में अंतर तुरंत दिखता है। नमूने का द्रव्यमान और पानी की मात्रा बदलिए: ऊर्जा पानी पर निर्भर नहीं करती, पर तापमान की वृद्धि बहुत करती है, और माप की सारी तरकीब इसी में है।
02 · रूपांतरण
ऊर्जा · थाली · गतिएक ऊर्जा, तीन बातचीत
पहला टैब दर्ज संख्या को ऊर्जा की इकाइयों में बाँटता है। दूसरा उसे भोजन में बदलता है: यह कितने ग्राम वसा, शक्कर या प्रोटीन है और दैनिक भोजन का कितना हिस्सा। तीसरा सबसे ज़्यादा पूछे जाने वाले सवाल का जवाब देता है — इसे खर्च करने के लिए कितना हिलना-डुलना पड़ेगा।
याद रखने का नियम: एक किलोकैलोरी चार किलोजूल से थोड़ी ज़्यादा है, और एक किलोजूल लगभग एक-चौथाई किलोकैलोरी।
गति की पंक्तियाँ सत्तर किलोग्राम के व्यक्ति के लिए गिनी गई हैं और केवल कोटि का अंदाज़ा देती हैं: खर्च शरीर के द्रव्यमान, अभ्यास और रफ़्तार पर निर्भर है, और जो खाया जाता है उसका कुछ हिस्सा शरीर ख़ुद पाचन पर खर्च करता है। यहाँ सटीकता दिखावटी है, और ऐसी संख्याओं को दशमलव के पहले स्थान तक गोल करना बेमानी है।
| राशि | मान | टिप्पणी |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · मापक यंत्र
बर्फ़ कैलोरीमीटर · बम · कक्ष · मास्कऊष्मा पकड़ने के चार तरीक़े
एक उपकरण जिसका माप बर्फ़ था
लावोज़िए और लाप्लास ने ऊष्मा के एक स्रोत को बर्फ़ से घिरी गुहा में रखा और थर्मामीटर के बजाय पिघलते खोल से बहे पानी को तौला, क्योंकि हर ग्राम बर्फ़ पिघलाने के लिए ठीक-ठीक तय ऊष्मा चाहिए। इस मशीन में सत्रह सौ बयासी की सर्दियों में उन्होंने एक गिनी पिग रखा ताकि जान सकें कि जीवित साँस कितनी ऊष्मा देती है, और लकड़ी के कोयले की दहन ऊष्मा के क़रीब मान पाया — यहीं से साँस को धीमा दहन मानने की दृष्टि आई।
पानी की बाल्टी में इस्पात का बम
ग्राम के अंश जितना नमूना शुद्ध ऑक्सीजन से भरे मोटी दीवारों वाले बर्तन में एक तार से सुलगाया जाता है, और सारी मुक्त ऊष्मा आसपास के पानी में जाती है, जिसका तापमान डिग्री के हज़ारवें हिस्से तक पढ़ा जाता है। उपकरण नहीं जानता कि क्या जला — बिस्कुट, कोयला या काग़ज़ —, इसलिए वह दहन की पूरी ऊष्मा देता है, वह जो मनुष्य को कभी पूरी नहीं मिलती। कैलोरीमीटर का स्थिरांक पहले से बेंज़ोइक अम्ल से तय होता है, जिसकी दहन ऊष्मा को मानक माना जाता है।
एक कमरा जो मनुष्य को मापता है
एटवॉटर ने एक वायुरोधी कक्ष बनाया जिसमें एक स्वयंसेवक कई दिन रहता, और सब कुछ मापा: जो खाया, छोड़ी गई साँस, जो निकाला और जो ऊष्मा दी। इन्हीं प्रयोगों से चार, नौ और चार के गुणांक निकले, और साथ ही यह पहली भरोसेमंद पुष्टि कि ऊर्जा संरक्षण का नियम मनुष्य में भी लागू होता है। आज के कक्ष भी यही करते हैं, पर ऊर्जा ऊष्मा से नहीं बल्कि गैसों के विनिमय से गिनते हैं, क्योंकि ली गई ऑक्सीजन और छोड़ी गई कार्बन डाइऑक्साइड का अनुपात बता देता है कि शरीर उस मिनट ठीक क्या जला रहा है।
एक कंगन जो कुछ नहीं मापता
फ़िटनेस कंगन न ऑक्सीजन देखता है न ऊष्मा; वह नब्ज़ और त्वरण पढ़ता है और उन्हें दूसरे लोगों पर बने प्रतिगमन में डालता है, इसलिए उसकी संख्या माप नहीं बल्कि दसियों प्रतिशत बिखराव वाला अनुमान है। श्वसन-कक्ष से तुलनाएँ दिखाती हैं कि ऐसे उपकरण नब्ज़ को ठीक-ठाक और ऊर्जा-खर्च को ख़राब पकड़ते हैं, और त्रुटि ठीक वहीं बढ़ती है जहाँ उपयोगकर्ता की सबसे ज़्यादा रुचि है: ताक़त के व्यायाम में और आराम में। इन्हें उपकरण के बजाय रुझान दिखाने वाले तराज़ू की तरह बरतना बेहतर है।
05 · लेखन नियम
cal और Cal · kcal · kJ साथ-साथएक अक्षर जो हज़ार के बराबर है
यहाँ लगभग सारी गलतियाँ छोटी कैलोरी और किलोकैलोरी को मिला देने से होती हैं, और पोषण पर लिखे पाठ में ऐसी छपाई की गलती की क़ीमत तीन कोटियाँ है।
पहली और चौथी पंक्ति छोटी कैलोरी को किलोकैलोरी से मिला देती हैं और इसलिए वादा करती हैं कि सेब बावन ग्राम पानी को एक डिग्री गर्म करेगा, जबकि असल में वह बावन लीटर गर्म करता है। दूसरी तो लिखावट से ही दो अर्थ रखती है, इसलिए वैज्ञानिक पाठ में बड़ा Cal बिल्कुल न लिखना बेहतर है। तीसरी गुणक में वहाँ कंजूसी करती है जहाँ यह दिखता है: चार दशमलव दो तक गोल करने से एक प्रतिशत का तिहाई जुड़ जाता है, और किसी बड़े अध्ययन के हिसाब में ऐसी छोटी बात सतह पर आ जाती है। पाँचवीं उस चिह्न को बिगाड़ती है जो छोटे अक्षरों में और बिना बिंदु के लिखा जाता है, और छठी दोनों ख़राबियाँ एक साथ जोड़कर भोजन से गीले काग़ज़ के ऊष्मीय मान का वादा करती है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
जूल · किलोवाट-घंटा · ब्रिटिश ऊष्मीय इकाईकैलोरी के सारे पड़ोसी एक ही ऊर्जा हैं, बस अलग-अलग कामों के लिए नापी गई: जूल यांत्रिकी से आया, किलोवाट-घंटा बिजली के मीटर से, ब्रिटिश ऊष्मीय इकाई तापन से, और कैलोरी पानी के प्रयोग से। इनके बीच गुणकों के सिवा कुछ नहीं, और इन्हें केवल हर क्षेत्र की आदतें अलग करती हैं।
प्रणाली की वह इकाई जिसके ज़रिए कैलोरी अब परिभाषित है: एक न्यूटन बल का एक मीटर दूरी पर किया गया कार्य, जो ऊष्मा भी है और क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा भी।
मीटर की इकाई: इसमें तीन भरपूर दोपहर के भोजन जितनी ऊर्जा समाती है, और यह तुलना पहली बार करने वाले हर व्यक्ति को होश में ला देती है।
बिल्कुल वही विचार जो कैलोरी का, पर एक पाउंड पानी और एक डिग्री फ़ारेनहाइट के साथ; यह एयर कंडीशनरों और बॉयलरों की तकनीकी शीटों में रहती है।
Simetrium के कार्डों में पड़ोस में हैं किलोवाट-घंटा और अश्वशक्ति: दोनों सिद्धांत से नहीं बल्कि व्यापार से पैदा हुईं — एक बिजली के बिल के लिए, दूसरी भाप इंजन का लाभ समझाने के लिए —, और दोनों, कैलोरी की तरह, उस प्रणाली से ज़्यादा जीं जिसे उन्हें हटाना था।
07 · ऐतिहासिक भाग
अभिलेखागार · ऊष्मा-द्रव से लेबल तकएक ग़ायब पदार्थ पैकेट पर कैसे रह गया
{title}
{text}
वसा में अंतर छोटा है, प्रोटीन में एक-तिहाई तक पहुँचता है, और रेशे को यूरोपीय नियम ठीक आधा देते हैं जितना वह आग को देता है।
न मानक, न सटीकता का दावा रखने वाली इकाई
कैलोरी का न मानक है न हो सकता है, क्योंकि वह शुरू से कोई स्वतंत्र राशि नहीं बल्कि दूसरे पैमाने पर जूल है, और जाँचे केवल वे उपकरण जा सकते हैं जिनसे ऊष्मा मापी जाती है। बम कैलोरीमीटर बेंज़ोइक अम्ल से जाँचा जाता है, श्वसन-कक्ष भीतर ज्ञात मात्रा में अल्कोहल जलाकर, पर पैकेट की संख्या कोई नहीं जाँचता, क्योंकि वह गणना से निकली है, मापी नहीं गई।
इसी से इकाई की अजीब स्थिति है। भौतिकी में वह हमेशा के लिए हट गई: ऊष्मीय गणनाएँ जूल में होती हैं, और कैलोरी बस पुरानी सारणियों में और एक टन TNT की परिभाषा में बची है, जो समझौते के अनुसार ठीक एक अरब कैलोरी के बराबर है। पर पोषण में वह किसी भी जगह से ज़्यादा मज़बूती से टिकी है, क्योंकि चार किलोजूल के स्तर की संख्याएँ अजनबी लगती हैं, जबकि «रोज़ दो हज़ार» का स्तर रोज़मर्रा की ज़िंदगी में उतनी ही मज़बूती से जड़ पकड़ चुका है जितना डिग्री सेल्सियस।
बस याद रखना है कि इन संख्याओं की सटीकता वैसी नहीं जैसी दिखती है। क़ानून असली ऊर्जा मान को घोषित मान से पाँचवें हिस्से तक अलग होने देता है, भोजन की बनावट हर खेप में बदलती है, एटवॉटर गुणांक सभी खाद्यों पर एक साथ औसत निकाले गए हैं, और अवशोषण इस पर भी निर्भर है कि खाना पिसा है या नहीं और उसके साथ क्या खाया गया। इकाई दोषी नहीं: वह जूल ईमानदारी से गिनती है, पर उसे लागू करने वाला गणित एक अनुमान ही रहता है, और उससे तीसरे सार्थक अंक की उम्मीद करना परछाईं से क़द नापने जैसा है।
राशियों की सूची
ऊर्जा, ऊष्मा और चयापचयSI की मूल इकाइयाँ
उजागर: किलोग्राम, मीटर और सेकंड — जूल इन्हीं से बना हैथाली में क्या है और गति में उसकी क्या क़ीमत है
सारे स्तंभ बनावट से गिने गए हैं, हाथ से भरे नहीं| हिस्सा | kcal | kJ | अनुपात | पैदल चलना | दौड़ना |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {kcal} | {kj} | {share} | {walk} | {run} |
आख़िरी दो स्तंभ समझाते हैं कि «खाया और जलाया» का हिसाब लगभग कभी क्यों नहीं बैठता: हज़ार किलोकैलोरी दस मिनट में खा ली जाती हैं, पर हिल-डुलकर उन्हें खर्च करने में कई घंटे लगते हैं, इसलिए खाना और शारीरिक श्रम रफ़्तार में बेमेल हैं, भले ही एक ही इकाई से नापे जाएँ। इसके अलावा आराम में शरीर ख़ुद दिन की ज़्यादातर ऊर्जा साँस, रक्त-संचार और तापमान बनाए रखने पर खर्च करता है, इसलिए गति उसमें आम धारणा से कम जोड़ती है।