第一节
能量与能量单位

一、能量的作用及意义

能量是人类赖以生存的基础。人体为了维持生命、生长、发育、繁衍后代和从事各种活动，每天必须从外界取得一定的物质和能量。自然界中的能量多以化学能、机械能、热能、电能以及太阳能等形式存在，但人体只能利用来自食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质经生物氧化过程释放的能量，用于维持人体做机械功、渗透功和进行各种化学反应，如心脏搏动、血液循环、肺的呼吸、肌肉收缩、腺体分泌，以及各种生物活性物质的合成等；同时产能过程中释放的能量用于维持体温。如果人体长期摄入能量不足，机体会动用自身能量储备甚至消耗自身组织以满足生命活动对能量的需要，导致生长发育缓慢、消瘦、抵抗力和体力下降，长期能量不足会导致死亡。反之，当能量摄入高于需求量时，过多的能量就会以脂肪形式存储于体内而发生异常的脂肪堆积。能量过剩与缺乏都会影响人体健康，因此，能量的供需平衡是营养学最基本的问题。

人体在生命活动过程中不断从外界环境中摄取食物，从中获得人体必需的营养物质，其中包括碳水化合物、脂类和蛋白质，一般称为三大营养素，它们是通过自然界的动、植物吸收太阳能转变成化学能贮存下来的物质（图3-1）。三大营养素经消化转变成可吸收的小分子营养物质被吸收到血液中，这些被吸收的小分子营养物质在细胞内经过合成代谢构成机体组分或更新衰老的组织；同时经过分解代谢形成代谢产物，并释放出所蕴藏的化学能。这些化学能经过转化便成为生命活动过程中各种能量的来源，所以分解代谢是放能反应，而合成代谢则需要供给能量，因此是吸能反应。机体在物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用构成了整个能量代谢过程，是生命活动的基本特征之一。

二、能量单位

国际通用的能量单位是焦耳（joule, J）、千焦耳（kilojoule, kJ）或兆焦耳（megajoule, MJ），1J是指用1N的力在作用力的方向上把物体移动1m的距离所消耗的能量，1000J称为1kJ，1000kJ称为1大焦耳或1兆焦耳（1MJ）。营养学领域常使用的能量单位是卡（calore, cal）和千卡（kilocalore, kcal），1kcal是指在1个标准大气压下，1kg纯水由15℃上升到16℃时所需要的能量。焦耳与卡的能量单位换算关系为1kJ=0.239kcal，1kcal=4.184kJ。 ewumPWgAl6oO1bRpPtwEgVk/z87vm4sAvdG2x/8d5PGFMIMQN2GGiuFE15jMJlGj