カロリーとジュールの違いは？

最近、理科でカロリー(cal)とジュール(Ｊ)のことを習ったのですが、
どちらも熱量なので使い分けができません・・・
４．２Ｊ＝１ｃal　というのは分かったのですが。。。
どなたか、カロリーとジュールの使い分ける方法を教えてください！！！

No.5 ベストアンサー 回答者： htms42 回答日時： 2011/09/28 19:00

カロリーは熱量の単位として使われていました。

水１ｇの温度を１度上昇させるのに必要な熱量です。
水が基準になっていますので水の熱量計算には便利です。
水以外の物質であれば温度を１度上昇させるのに必要な熱量は変わってきます。
「水の何倍の熱量が必要か」を表していたのが比熱です。だから比べるという漢字が入っているのです。元々は単位なしでした。比重が単位なしであるのと同じですね。

ジュールはエネルギーの単位です。
物体に１Ｎの力を加え続けて１ｍ移動させた時にした仕事が１Ｊです。
仕事をされた物体のエネルギーは１Ｊ増加します。
１Ｊ＝１Ｎｍ
です。

熱量がエネルギーの一種であるということが分かってから
１ｃａｌ＝（？）Ｊ
を調べる実験が行われました。
その結果得られたのがあなたが書いておられる換算式です。

熱についてはやはり、ｃａｌが便利な場合が多いです。
温度の異なる水を混ぜたとき、何度になるかという計算ではｃａｌが便利です。
力学的エネルギーや電気エネルギーが熱エネルギーと移り変わる場面が出てくる場合はエネルギーの共通単位であるＪを使います。

圧力の単位の［気圧］と［Ｐａ］のような関係だと思えばいいです。
Ｐａが標準単位だからと言って１００ｋＰａと書かれてもピンとこないという人が多いと思います。これが標準大気圧＝１気圧のことだとは分からなくて、単に計算問題の中で与えられた数値であると受け止めているだけの高校生もかなりいると思います。

No.4 回答者： windwald 回答日時： 2011/09/27 23:17

使い分けなど存在しません。

長さのメートルとフィートも「使い分け」など存在しないし、
体積のリットル、立方センチメートル、合も「使い分け」など存在しません。

が、国際単位系のジュール(やメートル、立方センチメートル)のほうが推奨されます(リットルは可)。
ただし、栄養学などではまだまだカロリーが主流ですね

No.3 回答者： okormazd 回答日時： 2011/09/27 22:48

物の量を表す単位にはいろいろありますが、それぞれが勝手な単位を使ったのでは、取引や証明に不都合を生じます。

たとえば、長さの単位は、日本では「尺」があり、アメリカでは「フィート」がありますが、いちいち換算しなければ話が通じません。それで、国際的な取り決めで、「m」という単位を使いましょうということになって、いまでは「m」を使うのです。(アメリカでは「フィート」を使うことも多いですが)

日本ではそれを受けて「計量法」という法律で、使う単位を決めています。基本的には国際的な取り決めによる単位(SI単位)を使うようになっています。「ジュール」はこの法律によるエネルギー、熱量の単位です。したがって、エネルギー、熱量の単位として学校で教えるのは基本的には「ジュール」です。ただし、計量法では、これまで使っていた「カロリー」は栄養や代謝の分野に限って使用してよいことになっています。

したがって、使い分けは、基本的には「ジュール」を使う。食品の熱量(エネルギー) や運動で消費する熱量(エネルギー) を表示するときは、「カロリー」を使ってもよいということです。この場合も当然「ジュール」を使うことが基本です。

なお、SI単位は、物理法則により系統的に決められたもので、いろいろな量の単位の間に関連があるので、科学技術計算の場合は、圧倒的に便利です。したがって、「カロリー」　→　「ジュール」の換算はよくしますが、逆の「ジュール」　→　「カロリー」の換算は、学校の問題などで求められるほかはほとんどしません。

No.2 回答者： bin-chan 回答日時： 2011/09/27 22:11

比熱で計算をするには、カロリーのほうが便利。

（２０℃の水４００ccと９５℃の水６００ｃｃを混ぜたら？のような）

SI単位系で考えるときは、１J＝1 N · 1 m＝1 C · 1 V ＝1 W · 1 sなので便利。

No.1 回答者： tony3303 回答日時： 2011/09/27 22:08

ヤフー知恵袋の文をコピペします。

ジュール（Ｊ）は仕事の単位。仕事＝力×距離、ですね。
１Ｎの力で１ｍ動かすと、１Ｊの仕事になります。
カロリー（ｃａｌ）は熱量の単位。物を燃やしたりして、
水の温度を上げるのに必要な熱量。
１ｇの水を１度上げるのに必要な熱量が１ｃａｌ。

両者は違うものですが、水の中にプロペラのような羽根を入れて
一生懸命かき混ぜる(仕事を与える)と温度が上がることがわかりました。

つまり仕事を熱量に変えられるのです。
どれだけ仕事をするとどれだけの熱になるのかを厳密に測定したのが
熱の仕事等量と言われるもので、
１ｃａｌ＝４．１８Ｊ
です。これは４．１８Ｊの仕事をすると１ｃａｌの熱量を
発生することができるということです。