四、热 能
人体的一切活动，包括维持心脏跳动、血液循环、肺部呼吸、腺体分泌、物质转运等重要生命活动及从事体力活动等都需要消耗能量，而能量的提供来自于膳食中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。
（一）能量单位和能量系数
营养学上所使用的能量单位，多年来一直用千卡（kcal）。1kcal是指将1 000g水的温度由15℃上升到16℃所需要的热能。近年来，国际上通用的能量单位是焦耳（J）。1J是指用1N力把1 000g物体移动1m所需要的能量。焦耳与卡之间换算的关系如下：
1kcal＝4．184（kJ）
1kJ＝0．239kcal
1MJ＝1 000kJ＝106J
1MJ＝239kcal
每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的热能值称为热能系数。这些营养素在体内和体外氧化燃烧产生的热能不完全相同。
食物中的3大营养素每克在体外完全氧化释放的热能为：
碳水化合物 17．15kJ（4．1kcal）
脂 肪 39．54kJ（9．45kcal）
蛋 白 质 23．64kJ（5．65kcal）
碳水化合物和脂肪在体内和体外都可以完全氧化生成二氧化碳和水，因此产生的热能也相等。但蛋白质在体内不能完全氧化，其最终产物除二氧化碳外，还有尿素、尿酸、肌酐等含氮物质通过尿液排出体外。每克蛋白质产生的这些含氮物质如完全氧化，还可以产生5．44kJ（1．3kcal），故应从其体外氧化产生的热能中减去该部分热能。另外，由于这些营养素在食物消化过程中不能完全被吸收，正常人对碳水化合物的吸收率为98%、脂肪为95%、蛋白质为92%，故这3种营养素在体内产生的净热能系数为：
碳水化合物 17．15kJ／g×98%＝16．84kJ／g（4kcal／g）
脂 肪 39．54kJ／g×95%＝37．56kJ／g（9kcal／g）
蛋 白 质 （23．64kJ-5．44kJ）／g×92%＝16．74kJ／g（4kcal／g）
（二）能量消耗(https://www.daowen.com)
人体的能量消耗主要用于维持基础代谢、从事体力活动、食物特殊动力作用3个方面，对于儿童、青少年、孕妇以及长期患病引起机体大量消耗后而处于康复期的病人，其能量的消耗还要用于机体的生长发育。
1．基础代谢消耗的能量 基础代谢是指维持人体基本生命活动所需要的热能。即在无任何体力活动及紧张思维活动、全身肌肉松弛、消化系统处于静止状态情况下，用以维持体温，心跳，呼吸，细胞内、外液中电解质浓度差及蛋白质等大分子合成的热能消耗。故测定基础代谢是在周围环境温度恒定（一般20℃上下）、饥饿状态、人处于清醒、静卧的情况下进行。
基础代谢的能量消耗受许多因素的影响，其中主要是年龄、性别、体形大小和环境温度。基础代谢消耗的能量可根据身高、体重求出体表面积，再按体表面积与该年龄的基础代谢率计算基础代谢的热能。
我国赵松山，1984年建议计算体表面积公式为：
M2＝0．00659×身高（cm）＋0．0126×体重（kg）-0．1603
基础代谢率可由表5-1中查得。
基础代谢（kJ）＝体表面积（m2）×基础代谢率［kJ／（m2·h）］×24h
表5-1 我国正常人基础代谢率平均值［kJ／（m2·h）］
注：括号内为kcal／（m2·h）
2．食物特殊动力作用 食物特殊动力作用指因摄取食物而引起体内能量消耗，即机体在消化、转运、代谢及储存所摄入的食物的过程中消耗的能量。各种食物的特殊动力作用有所不同，其中蛋白质的食物特殊动力作用最大，相当于其本身产热能的30%，脂肪为4%～5%，碳水化物为5%～6%。如进食混合膳食，食物特殊动力作用消耗的能量约为基础代谢的10%。
3．从事体力活动 除了基础代谢外，体力活动是影响人体能量消耗的主要因素。体力活动所消耗的能量与活动强度、持续时间以及工作的熟练程度有关，其中活动强度为主要影响因素。表5-2
表5-2 劳动强度分级及其能量消耗
4．生长发育 胎儿、儿童和青少年生长发育时，需要生成新的组织，如果能量不足，将会影响正常的生长发育。
（三）膳食热能来源及供给量
膳食热能主要来源于含碳水化合物、脂肪、蛋白质丰富的食物。根据我国人民的饮食习惯，3大营养素提供的热能分别应占总热能的55%～65%、20%～25%和10%～14%。儿童和青少年正在生长发育期，蛋白质的供能比例应适当增加到12%～14%。