Hoeveel weegt een calorie

M’n Garmin sporthorloge geeft aan dat ik 1843 kilo calorieën heb gebruikt met m’n rondje hardlopen. Ik vraag me af hoeveel ik ben afgevallen, spring op de weegschaal en zie een kleine twee kilo minder dan toen ik m’n schoenen aantrok. Dus zal één calorie dan ongeveer 1 gram wegen?

Eerst maar even terug naar school. Een calorie is de energie die nodig is om 1 gram water 1 graad te verwarmen. Dit is zo weinig energie dat meestal kilo calorieën gebruikt wordt (kcal). Let op: vaak zijn we lui en zeggen we gewoon calorie terwijl we kilo calorie bedoelen. Een mens gebruikt dagelijks zo’n 2500 kcal, genoeg dus om 2,5 liter water van 0 graden tot koken te brengen. Tweede dingetje van school is dat er twee verschillende soorten energie bestaan: kinetische energie (=bewegingsenergie) en potentiële energie (=opgeslagen energie). Potentiële energie kan worden opgeslagen op allerlei manieren: in benzine, door hoogte, in warm water, in een veer en in voedsel.

De potentiële hoeveelheid energie die ergens in zit wordt de energiedichtheid genoemd en wordt uitgedrukt in Joule per kilogram. Joule? Yep, calorieën zijn een beetje ouderwets en zijn daarvoor vervangen door Joules. Simpel om te rekenen: 1 calorie is 4,2 Joules. In voeding is echter altijd de calorie nog de standaard.

Maar terug naar de vraag hoeveel een kcal eigenlijk weegt. M’n simpele weegexperiment gaat waarschijnlijk fout omdat ik met m’n hardlopen ook behoorlijk gezweet heb en dus ook vocht ben kwijtgeraakt.

De hoeveelheid energie die ergens in vastgelegd kan worden wordt ook wel energiedichtheid genoemd en wordt uitgedrukt in Joules of calorieën per kg. Hieronder een overzichtje van wat van die energiedichtheden. Uranium past er niet in, omdat dat een waarde van 80.000.000 kcal per kg heeft (dus ruim drie miljoen keer zoveel als steenkool). Waterkracht is een ander uiterste: 1 kg water wat van 100 meter hoogte valt heeft maar een energiedichtheid van 0,001 kcal per kg. Daarom zijn stuwmeren ook altijd zo groot.

Terug naar voeding. Hieronder de energiedichtheden voor de belangrijkste voedingsstoffen. Het gaat hier om de energie die ze potentieel in zich hebben. Bij de omzetting naar beweging gaat er veel verloren als warmte en slechts 20% (!!) wordt gebruikt voor beweging. Dus een uur lang fietsen met een output van 250 watt komt overeen met 200 kcal (1 W = 1 J/s; 250 J/s * 3600 sec = 900 kJ ~ 200 kcal). Om die 200 kcal te produceren, hebben we dus, rekening houdend met die efficiëntie van 20%, 1000 kcal voedsel nodig. Dus bijvoorbeeld 75 g vet en 75 g koolhydraten zijn nodig per uur fietsen.

Pfff. Een calorie (kcal) weegt dus tussen 0.11 g (vet) en 0.25 g (koolhydraten en eiwitten). Maar om een kcal output te leveren heb je dus 5 keer zoveel inname nodig (20% efficiëntie) en “weegt” dus tussen de 0.55 g (vet) en 1.25 g (koolhydraten en eiwitten).