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卡路里(簡稱「卡」,縮寫為「cal」)的定義為將1克水在1大氣壓下提升1攝氏度所需要的熱量。由於後來科學家發現水在不同溫度下的比熱容不同,所以衍生了以下五個不同的定義:
營養學用的「15度卡路里」:將1克水在1大氣壓下由攝氏14.5度提升到15.5度所需的熱量,約等於4.1855焦耳。
物理學用的「4度卡路里」:採用由攝氏1度到100度所量度的卡路里值平均數,是為「平均卡路里」
International Steam Table的卡路里,相約4.1868焦耳。
熱力學和化學使用的「熱化學卡路里」,相約4.184焦耳。
現時一般普遍採用的「卡路里」,是營養學的「15度卡路里」。現代科學已不再採用「卡路里」作熱量和能量的量度單位,而轉為採用國際單位焦耳。在歐洲普遍使用焦耳作為食物熱量的法定單位,而美國則仍然採用卡路里。焦耳也是中國的法定單位。然而由於沿襲傳統,卡路里在中國仍然被廣泛的使用。
由於相對我們日常攝取的熱量,「卡路里」這單位的量度還是太少,現時營養學普遍採用另一個由「卡路里」演化的單位「千卡」(kcal或 C,又稱「大卡」)。1千卡等於1000卡路里,約4186焦耳。脂肪的熱量約9千卡每克;糖類和蛋白質的熱量都只有4千卡每克。有關每項食物的熱量請參考食物熱量表。