卡路里
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卡路里（英語：calorie，cal）簡稱卡，是物理學能量單位，其名稱來自過時的熱質說（caloric theory）。因為歷史原因，卡路里有兩種定義：
- 在物理學和化學領域，其定義為將1克水在1大氣壓（101.325kPa）下提升1攝氏度所需要的熱量，又稱「小卡」。一小卡等於4.184焦耳。
- 在食物熱量和營養學領域，其定義為將1千克水在1大氣壓下提升1攝氏度所需要的熱量，又稱千卡（kcal）、大卡（Cal[1][2]）。一大卡等於1000小卡，4.184千焦。
在學術界有多種嘗試來區分兩種卡路里，譬如用不同的縮寫，cal 和 Cal，但都沒有被廣泛採納。
物理學定義
[編輯]由於科學家發現水在不同溫度下的比熱容不同，所以衍生了以下不同的定義：
| 名稱 | 符號 | 換算 | 注釋 |
|---|---|---|---|
| 熱化學卡路里 | calth | ≡ 4.184 J
≈ 0.003964 BTU ≈ 1.163×10−6 kWh ≈ 2.611×1019 eV |
正好等於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·小時 ≈ 2.624×1019電子伏 |
能夠將1克無氣體水在標準大氣壓下從3.5℃加熱到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·小時 ≈ 2.6124×1019電子伏 |
能夠將1克無氣體水在標準大氣壓下從14.5℃加熱到15.5℃所需要的能量。此數據的實驗值為4.1852焦耳到4.1858焦耳，國際度量衡委員會在1950年公布了平均實驗值為4.1855焦耳並注釋了誤差±0.0005焦耳。[3] |
| 20℃卡路里 | cal20 | ≈ 4.182 J
≈ 0.003964 BTU ≈ 1.162×10−6千瓦·小時 ≈ 2.610×1019電子伏 |
能夠將1克無氣體水在標準大氣壓下從19.5℃加熱到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·小時 ≈ 2.615×1019電子伏 |
能夠將1克無氣體水在標準大氣壓下從0℃加熱到100℃所需要的1⁄100的能量。 |
| 國際蒸汽表卡路里（1929） | ≈ 4.1868 J
≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6千瓦·小時 ≈ 2.6132×1019電子伏 |
1⁄860瓦時正好等於180⁄43焦耳。[注釋 1] | |
| 國際蒸汽表卡路里（1956） | calIT | ≡ 4.1868 J
≈ 0.0039683 BTU ≈ 1.1630×10−6千瓦·小時 ≈ 2.6132×1019電子伏 |
1.163毫瓦時正好等於4.1868焦耳。本定義在Fifth International Conference on Properties of Steam（倫敦，1956年7月）中採用。[3] |
食物熱量及營養學應用
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在歐洲，食物熱量同時標註千卡和千焦耳。在美國和加拿大，只標註卡路里（大卡）。在中國大陸，一般只標註千焦耳。在香港、新加坡等地用千卡標註。譬如同樣的東西，在歐洲會是「Energy: 485 kJ /117 kcal」，在北美是「Calories: 117」，在香港是「Energy: 117 kcal」，而在中國是「能量：485千焦」。
營養學建議，以基礎代謝率 (BMR)算，一般成年人一日吸收的熱量在1800至2400大卡，大約相當於7500到10000千焦耳，太多或太少都不健康。[7]
一克蛋白質、醣類可產生4大卡的熱量，一公克的脂質可產生9大卡。
相關條目
[編輯]註釋
[編輯]- ^ 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.
參考文獻
[編輯]- ^ Allison Marsh (2020): "How Counting Calories Became a Science: Calorimeters defined the nutritional value of food and the output of steam generators 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2022-01-21." Online article on the IEEE Spectrum 網際網路檔案館的存檔，存檔日期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]. （原始內容存檔於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. （原始內容存檔於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. （原始內容存檔 (PDF)於2016-04-07）.
- ^ [參考資料︰沈劍威、阮伯仁合著，1998年，《康盛人生系列之體適能基礎理論》]
