熱量
熱量(heat)指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程中所轉(zhuǎn)化的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦耳。
人體在生命活動過程中,一切生命活動都需要能量,如物質(zhì)代謝的合成反應(yīng)、肌肉收縮、腺體分泌等等。而這些能量主要來源于食物。動、植物性食物中所含的營養(yǎng)素可分為五大類:碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素,加上水則為六大類。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)氧化可釋放能量。三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。
熱量與內(nèi)能之間的關(guān)系就好比是做功與機械能之間的關(guān)系一樣。若兩區(qū)域之間尚未達(dá)至熱平衡,那么熱便在它們中間溫度高的地方向溫度低的另一方傳遞。任何物質(zhì)都有一定數(shù)量的內(nèi)能,這和組成物質(zhì)的原子、分子的無序運動有關(guān)。當(dāng)兩不同溫度的物質(zhì)處于熱接觸時,它們便交換內(nèi)能,直至雙方溫度一致,也就是達(dá)致熱平衡。這里,所傳遞的能量數(shù)便等同于所交換的熱量數(shù)。許多人把熱量跟內(nèi)能弄混,其實熱量指的是內(nèi)能的變化、系統(tǒng)的做功。熱量描述內(nèi)能的變化量,而內(nèi)能是狀態(tài)量,是系統(tǒng)的態(tài)函數(shù),對應(yīng)系統(tǒng)的一個狀態(tài)點。充分了解熱量與內(nèi)能的區(qū)別是明白熱力學(xué)第一定律[2]的關(guān)鍵。熱傳遞過程中物體之間傳遞的熱量與過程(絕熱,等溫,等壓)相聯(lián)系,即吸熱或放熱必在某一過程中進(jìn)行.物體處于某一狀態(tài)時不能說它含有多少熱量(熱量是過程量,相當(dāng)于delta).
質(zhì)量為m的某一物質(zhì)(同一種物質(zhì))
熱力學(xué)定律
熱力學(xué)第一定律:系統(tǒng)在任一過程中包括能量的傳遞和轉(zhuǎn)化,其總能量的值保持不變。也即能量守恒。
熱力學(xué)第二定律:熱量在自發(fā)的情況下只能從高溫物體傳向低溫物體。熱傳遞的方向和溫度梯度的方向相反。這是克勞休斯表述,也叫熵增加原理,它表明世界將變得越來越?jīng)]有秩序,越來越混亂。
熱力學(xué)第三定律:絕對零度不可達(dá)到。
經(jīng)某一過程溫度變化為△T,它吸收(或放出)的熱量.
Q=cm·△T.
其中C是與這個過程相關(guān)的比熱(容).
熱量的單位與功、能量的單位相同.在國際單位制中熱量的單位為焦耳(簡稱焦,符號為J).歷史上曾定義熱量單位為卡,目前只作為能量的輔助單位,1卡=4.184焦.
注意:1千卡=1卡路里=1大卡=4184焦耳=4.184千焦
某一區(qū)域在某一時段內(nèi)吸收的熱量與釋放、儲存的熱量所維持的均衡關(guān)系。
人體熱量
人體在生命活動過程中,一切生命活動都需要能量,如物質(zhì)代謝的合成反應(yīng)、肌肉收縮、腺體分泌等等。而這些能量主要來源于食物。動、植物性食物中所含的營養(yǎng)素可分為五大類:碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素,加上水則為六大類。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)氧化可釋放能量。三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。
發(fā)現(xiàn)歷史
能量代謝的研究發(fā)現(xiàn)可以從16世紀(jì)追溯至今,人類一直在為自身的變化而不斷進(jìn)行研究探索。直到19世紀(jì)末前后。各國科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)代謝率與人體表面積成正比,食物特殊動力作用,證實能量守恒定律也適用于人體,編制出食物熱值表以及能量轉(zhuǎn)換系數(shù)。人類的自身研究才開始上升到一個全新的階段。
生化反應(yīng)
通常每克碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在人體內(nèi)平均可產(chǎn)生代謝能力分別為4kcal、9kcal、4kcal。同時一般情況下一個人在5-7天內(nèi)的熱能攝入量等于消耗量。
一般作用
維持人體體溫的正常和向外界散發(fā)熱能。
正常需要
中國營養(yǎng)學(xué)會2000年提出中國居民膳食能量參考攝入量指出,成年男性輕、中體力勞動者每日需要能量為2400-2700kcal;女性輕、中體力勞動者每日需要能量為2100-2300kcal.嬰兒、兒童和青少年、孕婦和乳母、老年人各自的生理特點不同,能量需要也不盡相同。
缺乏癥
人體每日攝入的能量不足,機體會運用自身儲備的能量甚至消耗自身的組織以滿足生命活動的能量需要。人長期處于饑餓狀態(tài),在一定時期內(nèi)機體會出現(xiàn)基礎(chǔ)代謝降低、體力活動減少和體重下降以減少能量的消耗,使機體產(chǎn)生對于能量攝入的適應(yīng)狀態(tài),此時,能量代謝由負(fù)平衡達(dá)到新的低水平上的平衡。其結(jié)果引起兒童生長發(fā)育停滯,成人消瘦和工作能力下降。
過量表現(xiàn)
能量攝入過剩,則會在體內(nèi)貯存起來。人體內(nèi)能量的貯存形式是脂肪,脂肪在體內(nèi)的異常堆積,會導(dǎo)致肥胖和機體不必要的負(fù)擔(dān),并可成為心血管疾病、某些癌癥、糖尿病等退行性疾病的危險因素。
食物來源
人體的能量來源是食物中的碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)。這三類營養(yǎng)素普遍存在于各種食物中。糧谷類和薯類食物碳水化合物較多,是膳食能力最經(jīng)濟的來源;油料作物富含脂肪;動物性食物一般比植物性食物含有更多的脂肪和蛋白質(zhì);但大豆和硬果類例外,它們含豐富的油脂和蛋白質(zhì);蔬菜和水果一般含量較少。
需要人群
體力消耗量大和需要減肥的人群,應(yīng)按照參考攝入量適當(dāng)增加或減少攝入熱能。
補充周期
所有人群每日都應(yīng)補充攝入和自身基礎(chǔ)代謝、生理狀況、體力勞動等情況相均衡的膳食能量。
備注
處于生長發(fā)育期的嬰兒、兒童青少年,孕婦和泌乳的乳母,康復(fù)期的病人等, 其一天的能量攝入中還有一部份用于組織增長和特殊的生理變化中。
食物的熱量
1、什么是熱量:人體每時每刻都在消耗能量,這些能量是由食物中的產(chǎn)熱營養(yǎng)素提供的。食物中能產(chǎn)生熱量的營養(yǎng)素有蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物。它們經(jīng)過氧化產(chǎn)生熱量供身體維持生命、生長發(fā)育和運動。熱能供給過多時,多余的熱量就會變成脂肪貯存起來,時間久了,身體就胖起來了。
2、熱量的單位:營養(yǎng)學(xué)中用“千卡”做熱量的單位。1千卡是1000克水由15℃升高1度所需要的熱量
熱量消耗的途徑主要有三個部分,第一部分是基礎(chǔ)代謝率,約占了人體總熱量消耗的65~70%,第二部分是身體活動,約占總熱量消耗的15~30%,第三部分是食物的熱效應(yīng),占的比例最少約10%,這三者的比例大致已經(jīng)固定。
熱量的單位:大卡, 1大卡 = 1000卡
飲食中可以提供熱量的營養(yǎng)素是醣類(碳水化合物)、脂肪、蛋白質(zhì)、酒精、有機酸等。它們所含的熱量,以每公克為單位,分別是:醣類(碳水化合物) 4大卡、脂肪 9大卡、蛋白質(zhì) 4大卡、酒精 7大卡、有機酸 2.4大卡。
計算食物或飲食所含的熱量,首先要知道其中熱量營養(yǎng)素的重量,然后利用以下公式計算:
熱量(大卡)=醣類克數(shù)×4+蛋白質(zhì)克數(shù)×4+脂肪克數(shù)×9+酒精克數(shù)×7+有熱量的需要=熱量的消耗
成人消耗的熱量利用在三方面:基礎(chǔ)代謝量、活動量、食物熱效應(yīng);成長階段與懷孕階段還需要額外的熱量以供建構(gòu)組織。
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