Sistemul metric, care are standarde pentru măsurarea distanței, volumului, căldurii și temperaturii, dar, curios, nu timpul, este construit în unități de zece. Prefixele latine sunt folosite pentru fracții, iar prefixele grecești sunt utilizate pentru multipli de zece, astfel încât zece metri devin un deka metru (un prefix grecesc), în timp ce o zecime de metru este un deci metru (un prefix latin).
Pentru a măsura tranzacțiile de căldură, fizicienii metrici aveau nevoie de o unitate metrică. Au ales o unitate bazată pe cantitatea de căldură (sau energie) necesară pentru a crește temperatura unui gram de apă de la 14,5 la 15,5 grade centigrade. Din punct de vedere tehnic, acest standard ar trebui numit gram-calorie, dar majoritatea oamenilor îl numesc doar calorie, un cuvânt derivat din cuvântul latin pentru „căldură”.
În afară de utilizarea evidentă a unităților metrice (gramul și gradul Celsius) această definiție a unei „calorii” standard conține alte două părți care necesită explicații; de ce apă și de ce 14,5 până la 15,5 grade?
Experiența și experimentele au arătat rapid că toate substanțele au nevoie de cantități diferite de căldură pentru a-și crește temperatura cu un grad Celsius. Stai lângă un fierar în timp ce el sau ea cântă pe o bară de fier roșie, scânteile vor zbura. Acele bucăți de metal sunt foarte, foarte fierbinți (temperatura lor este ridicată). Dar dacă unul dintre ele îți aterizează pielea goală, în afară de șoc, este puțin probabil să fii ars. Pe de altă parte, lăsați să cadă o picătură de apă fierbinte pe piele la o temperatură mult mai mică decât cea a fierului fierbinte și probabil veți fi opărit. În ciuda diferenței de temperatură, apa ține mult mai multă căldură decât fierul de călcat.
Este nevoie de o calorie de căldură pentru a crește temperatura unui gram de apă cu un grad, dar aceeași calorie de căldură va crește temperatura unui gram de aluminiu 4,5 grade, un gram de fier cu 9 grade, un gram de cupru cu 11 grade, un gram de argint 18 grade și un gram de plumb cu 33 de grade. Aceasta arată clar distincția dintre căldură și temperatură.
Prin urmare, la stabilirea „standardului caloric” este important să se definească substanța la care se adaugă căldura. De asemenea, ne oferă o altă proprietate a substanțelor numită căldură specifică, adică cantitatea de căldură (sau energie) necesară pentru a crește temperatura unui gram din substanța respectivă cu un grad Celsius.
Chiar și apa nu este consecventă în acest sens. Cantitatea de căldură (sau energie) necesară pentru a crește temperatura apei cu un grad, variază în funcție de locul în care începeți pe scara de temperatură Celsius. Un gram de apă la 1 grad Celsius are nevoie de mai multă energie pentru a-și crește temperatura la 2 grade Celsius decât este nevoie pentru a crește temperatura unui gram de apă la 92 de grade Celsius la 93 de grade Celsius. Unitatea standard - caloria - trebuie, prin urmare, să includă și în definiția sa, intervalul de temperatură utilizat.