卡路里是什么,地球内部的大量热量是从哪里来的

卡路里是什么，地球内部的大量热量是从哪里来的？

地球是一个半径约为6370km的球体，有的人说是实心球，有的人说是一个空心球，球心处生活着外星人。科学家把地球分成三层，外表部分叫做“地壳”，厚度各处很不均匀，由几千米到70km不等，地壳的下面是“中间层”，也叫“地幔”，主要是由熔化状态的岩浆构成，厚度约为2900km，内部叫做“地核”，地核又分为外地核和内地核。这样划分实际上只是一种推理，人类并不知道整个地球的内部结构，主要是根据一些科学探测到的数据、地球表面发生的地震、火山爆发等自然现象推理得到的一种模型。

目前为止，也只有前苏联保持着对地球深度探测记录，但离地球的半径还差远了。就是各种探测仪器（如超声波、放射性探测仪）能够到达地球内部也没有突破10 Km。例如下面的一组数据就是科学推理的根据之一：从地表以下平均每下降100米，温度就升高3 ℃，在地热异常区，温度随深度增加的更快。我国华北平原某一个钻井达到1000米时，温度为46.8 ℃；达到2100米时，温度升高到84.5 ℃。另一钻井，深达5000米，井底温度为180 ℃。于是推理，地壳底部和地幔上部的温度约为1100 ℃~1300 ℃，地核约为2000℃ ～5000℃。这是温度推理。又有人推理，全球地热能的潜在资源，相当于现在全球能源消耗总量的45万倍，地下热能的总量约为地下煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍，这是能耗推理。还有结构推理，力学推理 ，化学推理，运动推理等等，所以，地球是一个谜团，谁都没有足够的数据和圆满的结构模型来表达地球的全貌！

我回答的此问题也是推理呃。地壳内部的热量是哪里来的呢？我个人的观念有以下几种来源，大多数人认为，和太阳的热量来源一样，是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的，只是太阳还没有冷却下来，而地球却冷却下来了，这是根据太阳释放能量的模式推理得出来的结论，大家说可靠吗？为什么火山爆发的岩浆没有放射性？这么大的能量怎么没有在地壳薄弱的地方（如矿井、海沟、盆地）冲开地壳和地幔？

其次，地壳内部的热量来自太阳，太阳辐射的能量是基本粒子，被地球万物吸收后，一方面以化学能的形式储存在植物中，并经过地壳的运动储存在地球上，另一方面，地球表面吸收的太阳能，由于大气阻碍、地球引力、地磁场的作用不会受到损失，最终以暗能量的形式累积在地球上，如果说损失，也只是通过暗能量、引力波辐射了一部分。

再次，来自于能量的转化，地球的自转和公转以及来自于月球、太阳等星球的引力，使地壳的板块断裂或移动，板块之间相互挤压、摩擦，使机械能转化为内能，并以地震、火山爆发的形式释放出来。人类对地球的开发以及台风也可以促使地球板块的移动而产生能量转化。这种能量也可能来自于地球的造山运动，剧烈的造山运动使地壳中储存了大量的内能。

最后，地壳内部的热量来自宇宙形成的最初时期，宇宙形成后，由于大爆炸，地球在原始大气层中高速运动，由于克服摩擦阻力的而做功，地球成为一个温度很高的发光球体，直到被其他天体所吸引，运动的速度才慢慢地降下来，温度也逐渐下降，后来，遇到了彗星这样的天体后，地球上有了水，温度下降的速度又加快，直到被太阳俘获，就成为现在的地球了。太阳俘获后，由于太阳的辐射作用，温度下降变慢，但地壳的温度仍然很高，火上爆发就成为释放能量的一种形式。

欢迎有不同的见解！

那9斤物质去哪里了？

一、煤炭的成分

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。构成煤炭的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95%以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。

二、煤炭的燃烧

“灰分”是煤炭完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。

提这个问题的估计是北方人，北方人烧煤基本上是烧大块的无烟煤。无烟煤的杂质少，气味小，不呛人，一般直接加到炉子里就可以直接燃烧，不需要重新加工生产。

南方人用蜂窝煤比较多。

蜂窝煤在加工时就要往煤炭里按一定比例加入黄泥巴，黄泥巴黏性好，混合好后。用煤球模子，我们那个地方的叫法，做出来蜂窝煤。有没有用过这家伙的，举个手。

蜂窝煤干了以后，就可以燃烧。燃烧后的灰烬是比较多的，毕竟加了很多黄泥巴在里面。北方煤炭便宜，大家不会去搞这个东西。南方的煤基本上是小颗粒的，煤矸石多。我们那个地方煤矿里的基本如此，各家买回去，自己做成蜂窝煤。

煤炭主要含有碳、氢、氧三种元素，燃烧后生成二氧化碳和水，这些气体无色无味，就分散到空气中去了，看不到，也闻不到。有些品质不好的煤燃烧，我们会闻到刺鼻的气味，那是煤炭里面硫的含量高，燃烧生成了二氧化硫气体。

煤炭如果燃烧不充分，容易生成一氧化碳，这个气体含量高了，就会让人煤气中毒，重则丧命。北方，尤其是农村，每年冬天，都有煤气中毒失去生命的人。按照煤气报警器很有必要。南方用蜂窝煤的燃烧比较充分，很少听说这类事故。气体分散到空气里我们看不到，煤灰就是些不燃烧的杂质，主要是 盐、碳酸盐等。所以我们得感觉是10斤煤燃烧，只剩1斤灰。好品质的煤剩下的灰其实还不到十分之一。

三、物质不灭是什么意思

物质不灭定律就是化学里常说的质量守恒定律，意思是在在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。换句话讲，在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变。

什么意思呢？打个比方，做一个不会漏气的箱子，煤炭燃烧放在一个密封很好的箱子里，箱子里有足够的空气，燃烧生成的各种气体不会跑出来。燃烧前你去称一下箱子的重量，燃烧后你再去称一下箱子的重量。这两个重量是相等的。也就是煤的质量加上空气的质量和灰的质量加上生成的各种气体的质量是相等的，这就是质量守恒定律。当然如果你去称燃烧前煤的质量，和燃烧后灰的质量，他们肯定是不相等的。如果这样称，变成气体的那一部分你就没称出来。

从化学的角度来讲，化学反应的发生，实际上是各种原子之间的重新组合。原子的种类和个数都是不会变化的。也就是各种原子的总数是不会增加也不会减少的。当然总质量就不会变化。

很多朋友们用爱因斯坦老人家的质能方程来解释这个问题是不合适的。这个是相对论里面的内容，对这个内容，听过看过的人多，但真正能理解的人少。因为这个方程的出世，人类造出了 ，这个能量是一个非常巨大的能量，是原子核内部的能量，即核能。煤炭燃烧不涉及到原子核内部的事情，是原子核外电子的变化引起的，这个能量是化学能。化学能比起核能来要小的多的多，所以这个解释是不合适的。

人体内摄入热量是如何转换成脂肪的？

何种情况热量会转换成脂肪？

人体内有盈余热量才会合成脂肪，当身体消耗热量等于支出热量时是不会有多余热量来合成脂肪的。1克脂肪在人体内完全氧化能释放约9卡路里热量。 按照人体糖类转化为ATP的产能效率约为30%推算，含1000卡路里热量的糖类在体内完全转化最多能生成300卡路里左右ATP形式的能量，其余的以热量的形式散发。如果全部转换成脂肪的话，那么摄入1000卡的热量，能转化为33.3克的脂肪。

目前，已经知道的人体必需营养素有42种，大致可以分为6七大营养素：糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和水。也有人把膳食纤维称为第七大营养素。为人体提供热量。

按人体体内含量的多少分为：宏量和微量营养素，宏量营养素包括：糖类、蛋白质、脂肪；微量营养素包括：维生素、矿物质、水

所以什么食物可以转换成脂肪，就很好理解了，直接把食物中的热量归结为6大营养素中，而6大营养素中宏量营造素占绝大多数，而微量营养素人体内相很少,所以这里不做介绍。

宏量营养素中：脂肪肯定是最容易转换成脂肪的，本身相比蛋白质和碳水，脂肪可以产生2倍的热量。而碳水和蛋白质每克都可以产生4kcl的热量，但是蛋白质提供热量不是他的主要功能。

所以人体主要可以转换成脂肪的排序为：脂肪>碳水>蛋白质>微量营养素

把一个烧红的铁块放在太空中热量去了哪？

热的传递方式

热传递是指由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流。只要在物体内部或物体间有温度差存在，热能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。

热传导是指当不同物体之间或同一物体内部存在温度差时，就会通过物体内部分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生能量传递现象。不同相态的物质内部导热的机理不尽相同。气体内部的导热主要是其内部分子做不规则热运动是相互碰撞的结果；非导电固体中，在其晶格结构的平衡位置附近振动，将能量传递给相邻分子，实现导热；而金属固体的导热是凭借自由电子在晶格结构之间的运动完成的。比如我们的手碰到烧热的铁块，会很烫，这就是属于热传导。

热辐射，物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,称为热辐射。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大。热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。

热对流是指流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。由于流体间各部分是相互接触的，除了流体的整体运动所带来的热对流之外，还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。

热的传递方式主要是这三种，那么这三种热传递方式在太空中适用吗？

首先我们要搞清楚，太空是属于真空环境吗？

真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。

但其实太空并不是真空，太空中充满了各种粒子、暗物质，但太空中虽然有各种物质，但是密度太小，不足以传导机械波。所以在太空中也几乎没有热传递的介质，所以也就不存在热传导，当然，也无法通过对流来进行热传递。

那么太空中热量是如何传播的呢？当排除了前两种的时候，你应该差不多就知道了，太空中的热量主要通过热辐射的方式来传播。

我们要知道粒子是会运动的，像我们最为熟知的太阳辐射，就是太阳以电磁波的形式向外传递，球所接受到的太阳辐射能量虽然仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一，但却是地球大气运动的主要能量源泉，也是地球光热能的主要来源。

像背景辐射就是是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射，宇宙在年轻时期，恒星和行星尚未形成之前，含有致密，高温，充满着白热化的氢气云雾等离子体。等离子体与辐射充满着整个宇宙，随着宇宙的膨胀而逐渐冷却。当宇宙冷却到某个温度时，质子和电子结合形成中性原子。这些原子不再吸收热辐射，因此宇宙逐渐明朗，不再是不透明的云雾。宇宙学家提出中性原子在“再复合”时期形成，紧接在“光子脱耦”之后，即光子开始自由穿越整个空间，而非在电子与质子所组成的等离子体中紧密的碰撞。光子在脱耦之后开始传播，但由于空间膨胀，导致波长随着时间的推移而增加（根据普朗克定律，波长与能量成反比），光线越来越微弱，能量也较低。

而铁块也是由粒子组成，铁块会辐射可见光和红外线，逐步降低到与太空相同的温度。

根据热传递定律Q＝（T^2－T^1)/R，（式中：T为温度，R为热阻），在宇宙空间，热阻基本为零，热量散发到宇宙空间的速度几乎完全取决于铁块与宇宙空间的温度差。温差越大，热量散发的速度也越快。假设太空的温度在－200℃以下，铁块温度应在500℃以上，温差是很大的。所以，初期散热的速度是非常快的，然后随着铁块温度的下降、与宇宙空间的温度差减小，散热的速度会下降。

是怎么在身体里被？

这是一个好问题——呼吸其实就是缓慢的燃烧，将我们直接使用的能源物质——糖类完全氧化，变成水、二氧化碳和大量能量的过程。

这种认识在现在几乎无人不知，不过在几百年人们还在为“为什么要呼吸”争论。但令人没有想到的是，有氧呼吸的细节则是最近几十年才揭密的，之前我们只是知道“氧化会产能”，但是我们不知道糖类与氧是如何合成ATP的，也就是细胞内的能量货币，所有生命活动的能量来源。

让我们从头开始说起吧——食物的主要营养成分无外乎糖类、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质，其中后三个一般不参与供能（极端情况下也会分解蛋白质供能，这已经是徘徊在饿死的边缘了）。糖类的分解更简单，调用更方便，而糖类也需要在转化为葡萄糖后能能直接参与呼吸，所以我们要研究的是葡萄糖如何转化为ATP。

在以前，人们称糖类为“碳水化合物”（现在保健界还广泛引用这个概念），这是因为糖类中的氢与氧总是保持2：1，就像是在碳原子上塞了若干个水分子。不过如果我们审视有氧呼吸的逆过程——光合作用，就会发现一些有意思的事情。

光合作用是二氧化碳与水参与，合成糖类并释放氧气的过程，所以是将二氧化碳拆开并把水塞进去吗？与我们的直觉判断完全相悖，光合作用的实际过程是将水拆开，把氢塞到二氧化碳上并把来自水的氧排入到空气中。这种别扭化学反应的原因很简单，因为拆二氧化碳比拆水还要困难（虽然水已经算是很不好拆的了），所以只能从水拆起。

通过观察光合作用我们就能认识到一个更加深刻的问题——粮类中的碳与氧都是充数的，真正的能量来源是氢，糖本质上不算什么“碳水化合物”，而是“二氧化碳、氢化合物”，所以在有氧呼吸的过程中，我们要理解的问题就是——如何将氢原子从糖上剥下来并变成能量。

在过去我们初中的教书中，已经给出了有氧呼吸的三步，想要发现并理解前两步并不困难，因为它们还是属于一般有机化学的研究范围，我在这里可以简单介绍一下：

之一步：在细胞质中进行，本质上是无氧呼吸，对葡萄糖的之一次分解

C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)

我们可以注意到，这里剥离了4个氢。

第二步：在线粒体的基质中进行，彻底地将氢原子释放，而且就像我之前说的那样，虽然已经产生了二氧化碳，但是依然不需要氧的参与。

2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)

好的，现在我们得到了什么？线粒体中富集了大量的氢原子，现在我们面临的正是有氧呼吸中最困难的第三步——如何让氢的能量变成ATP呢？

这说起来简单做起来可真的难，氢与氧的直接结合确实可以释放能量——热能，可线粒体并不是内燃机，热能是无法转化为任何一种可被生物利用的能源的。

当然在经历重重困难后，这个精妙的过程还是被人类给理解了，这足以让你大吃一惊。

氢在被脱下来时并不是一个个完整的原子，事实上它是被分开了——电子与质子。质子被直接抛弃在线粒体内膜内侧，而电子则坐上了一条由酶和种色素组成的“流水线”（电子传递链），反复穿越线粒体内膜，随着一步步的传递，电子会消耗掉自己所有的能量，最后在细胞色素C氧化酶处质子和氧分子相遇，变成水。

这条流水线是干什么的呢？它们如膜系统中非常常见的离子泵一样，将被抛弃的质子从膜内泵到膜外。

质子，不就是氢的原子核么？这么做是为了什么？细细一想就会明白，质子被源源不断地泵到膜外侧，而电子坐完过山车后会回到膜内侧。正负电荷相吸引，于是在一层细胞膜的厚度之间，累积了强大的电势能。十几纳米的距离让电压可高达几十万伏特，直达雷云的水平，在我们微小的细胞内电闪雷鸣！

化学能成功地转化为了……电能？不是，事实比想象的更奇妙，是机械能。APT合成酶其实是一个“ATP旋转式压制机”，质子从膜外一侧进入，在向内的库仑力带动下，整个酶如同一个磨盘旋转起来！

ATP的释能过程其实就是三磷酸腺苷连着的三个磷酸基团断裂脱落的过程，那么自然的，只要把磷酸基团再“安”上去就可以再次合成ATP了。在ATP合成酶上发生的就是这么奇妙的过程：

一个二磷酸腺苷（ADP）+一个磷酸基团（Pi）进入ATP合成酶，在转动的机械能作用下，磷酸基团“喀嚓”一声被压到第二个磷酸基团的***上，一个ATP就成功生产出来了！

穿过了“压制机”，质子终于进入到线粒体内质中，最后与细胞色素C氧化酶处的电子与氧分子团聚，变成水，整个有氧呼吸的全过程就完结了。

怎么样，是不是没想到生物书上一笔带过的有氧呼吸竟然还这么有意思？人类期待的纳米机器，已经在生物体内工作了足足20亿年了呢！

我是酋知鱼，一条有氧呼吸的科学作者，欢迎关注！