计算卡路里如何成为一门科学卡路里怎么计算更科学 _小知识

热量计定义了食物的营养价值和蒸汽发生器的输出新年的到来开启了我的新尝试，尝试吃什么才能使小蛮腰更加苗条，我的这一想法自然而然地转向如何计算卡路里，于此同时迷恋上了威尔伯*阿特沃特。正是阿特沃特向美国人引入了食物能量单位卡路里。

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图片：国家标准技术研究院数字收藏， 1937年的蒸汽量热计是美国国家标准局发明的，用于测量蒸汽动力设备的输出。仪器的前部已经被切断，以显示其内部层次。
1873年至1907年，阿特沃特是康涅狄格州卫斯理大学的化学教授。在去慕尼黑学习之后，他对营养和代谢的兴趣日渐深入，在慕尼黑，他学到了德国人分析食物营养含量的技术，通过调研食物中的化学能与体能之间的相关性，来确保工人的合理饮食。
1887年，阿特沃特发表了题为“食物的潜在能量”的文章，文中他将热量定义为将一公斤水的温度升高1摄氏度（或一磅水4华氏度的热量）。他试图证明一个单位的热量可能是一个单位的机械能，为此他定义一个卡路里为1.53英尺吨-也就是说，需要举起一吨物体一英尺的力。
文中，阿特沃特列出了各种食物的卡路里计数，如瘦牛肉相当（807)、黄油(3,691)、普通牛奶(308)和脱脂牛奶(176)、燕麦片(1,830)和萝卜(139）。数据基于对每种食物中营养、蛋白质、脂肪和碳水化合物的数量的估计，通过一些实验获得。虽然现代食物的卡路里计算方法与阿特沃特的计算方法略有不同，但他的估计数据依然可用，一克蛋白质含有4.1卡路里， 1克脂肪含有9.3卡路里。
阿特沃特利用了一种称为炸弹量热仪的仪器来做实验，这种仪器在当时已经广泛使用，它用来测量在反应过程中放出的热量：将样品放置在一个叫做炸弹的钢反应容器中，然后浸入水中，用电流启动样品，水由此产生热量，按一定的时间间隔记录水的温度。

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图：美国农业部国家农业图书馆特别收藏：威尔伯·阿特沃特的呼吸量热计为一个大的铜内衬盒子[左] ，一个人可在其中居住长达12天，并完成各种任务，如锻炼、休息和吃午餐[右] 。
阿特沃特和卫斯理的物理学家爱德华·罗莎、化学家弗朗西斯·本尼迪克特开发出一种呼吸量热计。科学家通过它来测量人体的氧气摄入量、二氧化碳排放量以及由此产生的热量，从而估计出人体消耗的卡路里。量热计是一个铜盒，高6英尺，宽4英尺，深7英尺（1.8* 1.4*2.1米），包裹在木材和锌中，以确保恒温。受试人员将在这个盒子里呆12天，完成各种指定的任务，从躺着休息到锻炼，这些研究实验成为了理解代谢率的基础。
难道这就是我们计算卡路里的方法，事实并非如此。
在花费几十年时间定义卡路里的过程中——出现了焦耳阿特沃特并没有定义出 “卡路里”这个词，它是由巴黎梅蒂埃斯学院的化学教授尼古拉斯·克莱门特发明的。1819年，克莱门特教授了一门工业化学课程，他需要一个热量单位来讨论蒸汽机如何将水蒸气转化为热量，他将卡路里定义为将1公斤水的温度提高1°C所需的热量-这与阿特沃特的定义不谋而合，克莱门特更精确地说明测量是从0°C到1°C 。科学家接受了克莱门特的定义，从此，卡路里进入了法国物理教科书。
在这些教科书中，其中两篇由法国物理学家Adolphe Ganot翻译成多种语言，欧洲和美国的大学在20世纪初使用了这些教科书，从此，克莱门特的卡路里变成了英语。
与此同时，卡路里的另一个定义正在形成， 1852年，法国化学家Pierre Favre和法国物理学家Johann Silbermann将卡路里定义为：将一克水的温度提高1摄氏度所需的能量-差了 1000倍！德国科学家采用了他们的定义。
到了1870年代，热量定义的竞争关系日趋激烈，法国化学家Marcellin Berthelot做对此出了区分：他把卡路里(用小写字母c)定义为克热卡，把卡路里（大写）定义为千克热卡。1894年，美国医生约瑟夫·雷蒙德(Joseph Raymond)在他的经典教科书《人体生理学手册》(A Manual of Human Physiology)中提议称大卡为“千卡” ，直到几年后这个词才流行起来。

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