卡路里
卡路里（英语：calorie，cal）简称卡，是物理学能量单位，其名称来自过时的热质说（caloric theory）。因为历史原因，卡路里有两种定义：
- 在物理学和化学领域，其定义为将1克水在1大气压（101.325kPa）下提升1摄氏度所需要的热量，又称“小卡”。一小卡等于4.184焦耳。
- 在食物热量和营养学领域，其定义为将1千克水在1大气压下提升1摄氏度所需要的热量，又称千卡（kcal）、大卡（Cal[1][2]）。一大卡等于1000小卡，4.184千焦。
在学术界有多种尝试来区分两种卡路里，譬如用不同的缩写，cal 和 Cal，但都没有被广泛采纳。
物理学定义
由于科学家发现水在不同温度下的比热容不同，所以衍生了以下不同的定义：
| 名称 | 符号 | 换算 | 注释 |
|---|---|---|---|
| 热化学卡路里 | calth | ≡ 4.184 J
≈ 0.003964 BTU ≈ 1.163×10−6 kWh ≈ 2.611×1019 eV |
正好等于4.184焦耳的能量。[3][4][5] |
| 4℃卡路里 | cal4 | ≈ 4.204 J
≈ 0.003985 BTU ≈ 1.168×10−6千瓦·小时 ≈ 2.624×1019电子伏 |
能够将1克无气体水在标准大气压下从3.5℃加热到4.5℃所需要的能量。 |
| 15℃卡路里 | cal15 | ≈ 4.1855 J
≈ 0.0039671 BTU ≈ 1.1626×10−6千瓦·小时 ≈ 2.6124×1019电子伏 |
能够将1克无气体水在标准大气压下从14.5℃加热到15.5℃所需要的能量。此数据的实验值为4.1852焦耳到4.1858焦耳，国际计量委员会在1950年公布了平均实验值为4.1855焦耳并注释了误差±0.0005焦耳。[3] |
| 20℃卡路里 | cal20 | ≈ 4.182 J
≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6千瓦·小时 ≈ 2.610×1019电子伏 |
能够将1克无气体水在标准大气压下从19.5℃加热到20.5℃所需要的能量。 |
| 平均卡路里 | calmean | ≈ 4.190 J
≈ 0.003971 BTU ≈ 1.164×10−6千瓦·小时 ≈ 2.615×1019电子伏 |
能够将1克无气体水在标准大气压下从0℃加热到100℃所需要的1⁄100的能量。 |
| 国际蒸汽表卡路里（1929） | ≈ 4.1868 J
≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6千瓦·小时 ≈ 2.6132×1019电子伏 |
1⁄860瓦时正好等于180⁄43焦耳。[注释 1] | |
| 国际蒸汽表卡路里（1956） | calIT | ≡ 4.1868 J
≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6千瓦·小时 ≈ 2.6132×1019电子伏 |
1.163毫瓦时正好等于4.1868焦耳。本定义在Fifth International Conference on Properties of Steam（伦敦，1956年7月）中采用。[3] |
食物热量及营养学应用
在欧洲，食物热量同时标注千卡和千焦耳。在美国和加拿大，只标注卡路里（大卡）。在中国大陆，一般只标注千焦耳。在香港、新加坡等地用千卡标注。譬如同样的东西，在欧洲会是“Energy: 485 kJ /117 kcal”，在北美是“Calories: 117”，在香港是“Energy: 117 kcal”，而在中国是“能量：485千焦”。
营养学建议，以基础代谢率 (BMR)算，一般成年人一日吸收的热量在1800至2400大卡，大约相当于7500到10000千焦耳，太多或太少都不健康。[7]
一克蛋白质、糖类可产生4大卡的热量，一公克的脂质可产生9大卡。
相关条目
注释
- ^ The figure depends on the conversion factor between international joules and absolute（modern）joules. Using the mean international ohm and volt（1.00049 Ω, 1.00034 V[6]）, the international joule is about 1.00019 J, using the US international ohm and volt（1.000495 Ω, 1.000330 V）it is about 1.000165 J, giving 4.18684 J and 4.18674 J, respectively.
参考文献
- ^ Allison Marsh (2020): "How Counting Calories Became a Science: Calorimeters defined the nutritional value of food and the output of steam generators 互联网档案馆的存档，存档日期2022-01-21." Online article on the IEEE Spectrum 互联网档案馆的存档，存档日期2022-01-20. website, dated 29 December 2020. Accessed on 2022-01-20.
- ^ Hargrove, James L. Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"?. Nutrition Journal. 2007, 6 (44): 44. PMC 2238749
. PMID 18086303. doi:10.1186/1475-2891-6-44 .
- ^ 3.0 3.1 3.2 International Standard ISO 31-4: Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
- ^ FAO. The adoption of joules as units of energy. 1971 [2014-01-22]. （原始内容存档于2018-10-07）.
The 'Thermochemical calorie' was defined by Rossini simply as 4.1833 international joules in order to avoid the difficulties associated with uncertainties about the heat capacity of water（it has been redefined as 4.1840 J exactly）.
- ^ Rossini, Fredrick. Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future. Pure and Applied Chemistry. 1964, 8 (2): 107 [21 January 2013]. doi:10.1351/pac196408020095. （原始内容存档于2018-10-04）.
both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.
- ^ International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1.6 Conversion tables for units. Compendium of Analytical Nomenclature (PDF) 3. 1997 [31 August 2013]. ISBN 0-86542-615-5. （原始内容存档 (PDF)于2016-04-07）.
- ^ [参考资料︰沈剑威、阮伯仁合著，1998年，《康盛人生系列之体适能基础理论》]
