热量的历史揭秘:尼古拉·克莱门如何创造了这一热量单位?

热量(calorie)这个单位最初起源于热量学的理论,与我们日常饮食息息相关。热量的定义主要取决于其所需的能量对于水的影响,特别是提高水温的能量需求。

大卡(kilocalorie)是指将一升水的温度提高一摄氏度所需的热量,而小卡则是将一毫升水的温度提高一摄氏度所需的热量效率。

在营养学和食品科学中,"热量"这一术语及其符号“cal”可以指代不同的单位,这在世界各地的定义上可能有所不同。在标签和出版物中,热量通常用于表示食物的能量价值、每日饮食建议及新陈代谢率等。

尼古拉·克莱门于1819至1824年间首次将热量作为热能单位引入,并在此期间发展了热量学的基础。

热量一词源于拉丁文中的“calor”,意为“热”。在1841至1867年之间,这个术语开始出现在英语和法语辞典中,并被广泛使用。克莱门的研究对于日后热量的使用定义有着重要的影响,而在1879年,马赛林·贝尔特洛特区分了“小卡”和“大卡”的概念,并建议把“大卡”用大写字母“C”来表示,这一用法在1887年被威斯利安大学的威尔伯·奥林·阿特沃特所采纳。

在1894年,美国医生约瑟夫·霍华德·雷蒙德在他的《人类生理学手册》中提到,小卡这一单位。虽然他提出将“大卡”称为“千卡”,但这一称谓直到数年后才被广泛接受。

“小卡的认定在1896年被纳入CGS单位系统,这也同时显示了大卡的使用情况。”

全世界对于热量的使用和理解有所不同。在美国的营养学中,大多数情况下使用的是“大卡”,而在其他国家,如欧盟则多使用千焦耳(kilojoule, kJ)来标示食物能量。在中国,营养标签上只有千焦耳这一指标,而未使用卡路里。这反映了不同文化对能量单位的选择和偏好。

热量的定义与使用

热量在不同领域的应用也略有不同。在食品科学中,热量常用来表达各类食物的能量值,例如,脂肪每克含有9千卡,而碳水化合物和蛋白质均含有约4千卡,酒精则约为7千卡每克。这些数据不仅帮助人们了解食品能量,还影响他们的饮食规划和健康选择。

饮食学强调透过控制热量的摄取来达成体重管理的目标,这是许多人在减重成功过程中必须考虑的因素。

科学背景

在化学和物理学中,卡路里几乎总是指小卡,而大卡通常被称为千卡。这些单位主要用于表达化学反应的释放热量,或是相变过程的能量变化。尽管如此,随着科学研究的不断进展,焦耳(joule, J)及其倍数如千焦耳正逐渐取代卡路里成为官方的能量单位。

“根据目前标准,小卡的热量被认为等于4.184焦耳,这一定义与热化学领域逐渐走向一致。”

随着时间的推移,越来越多的领域采纳焦耳作为主要的能量单位,这显示了科学发展的趋势,也表明了我们面对的挑战是如何有效地交流和应用这些单位。卡路里的定义和使用随着科学研究的进步也不断演化,但其在日常生活中的重要性始终如一,无论是在饮食还是运动领域。

那么,随着健康意识的提高和科学知识的不断更新,未来我们又将怎样看待这个旧有的能量单位呢?

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