什么是能量换算?
在焦耳、卡路里、千瓦时等能量单位之间进行换算。
支持的单位: Joule (J), Kilojoule (kJ), Calorie (cal), Kilowatt-Hour (kWh).
焦耳、卡路里、BTU 与千瓦时
能量是个特别的量:好几套完全合法的单位并存至今,因为各自脱胎于不同产业。焦耳(J)以英国酿酒师兼物理学家 James Prescott Joule(1818–1889)命名,他通过实验将机械功与热连结在一起,焦耳因而成为 SI 标准。卡路里(calorie)源自拉丁文"calor"(热),原定义为"使 1 克水升温 1°C 所需的能量"——早期热化学的自然单位。食品标签至今仍使用它,但带着麻烦的转折:美国包装上的大写"Calorie"其实是千卡(1 Cal = 1000 cal = 4.184 kJ)。BTU(英热单位)来自 19 世纪蒸汽机时代,至今仍在美国冷暖气业根深蒂固。千瓦时(kWh = 精确 360 万焦耳)是你家电费的计价单位,因为电力天生以瓦(= 焦耳/秒)计算,电表再对时间积分。
会遇到能量换算的场合
电费单
每一只电表都以 kWh 记录用电量。知道 1 kWh = 3.6 MJ 可以把家电瓦特数与月账单对起来:1500 W 的暖气每天开 8 小时,一个月就用 360 kWh。
食品标示与营养
美国标示的"Calories"其实是千卡;欧洲与亚洲标示同时列出 kJ 与 kcal。运动员与糖尿病患者时常要换算——1 Cal = 4.184 kJ——因为训练 app 与医院软件显示的单位未必一致。
空调与暖气
美国空调以 BTU/h 标示(如 12,000 BTU/h 窗机 = 3.52 kW);欧亚直接标 kW。选对应房型的机型要做换算,否则就会买太小或浪费。
燃料与车辆能量
汽油含能量密度 ~34 MJ/L,锂电池 ~0.9 MJ/kg。要比较 EV(kWh/100 km)与汽油车(L/100 km × 34 MJ/L)的能耗,就得做单位数学——车队管理或考虑换电动车时很实用。
运动与穿戴设备数据
跑步机、自行车与手表会显示 Cal、kcal 或 kJ,因固件与地区而异。跨设备比对训练记录几乎一定要做一次换算。
常见换算
- 1 Joule (J) = 0.001 Kilojoule (kJ)
- 1 Joule (J) = 0.239006 Calorie (cal)
- 1 Kilojoule (kJ) = 1000 Joule (J)
- 1 Kilojoule (kJ) = 239.006 Calorie (cal)
- 1 Calorie (cal) = 4.184 Joule (J)
- 1 Calorie (cal) = 0.004184 Kilojoule (kJ)
常见问题
Q: 1 千瓦时等于多少焦耳?
A: 1 千瓦时 = 3,600,000 焦耳。
Q: 如何将卡路里换算为焦耳?
A: 1 卡路里 = 4.184 焦耳。
Q: 1 千卡等于多少千焦?
A: 1 千卡 = 4.184 千焦。
Q: "Calorie"(Cal)与"calorie"(cal)有何不同?
A: 食品包装上大写的"Calorie"其实是"千卡(kcal)":1 Cal = 1000 cal = 4.184 kJ。所以一颗 300 Cal 的甜甜圈等于 30 万 cal 或 1255 kJ。小写物理卡今天已经很少出现在科学以外的场合。
Q: BTU 和 BTU/h 一样吗?
A: 不一样。BTU 是能量(约 1055 J);BTU/h 是能量传递速率,属于"功率"单位,类似瓦。美规"12,000 BTU"空调指的其实是 12,000 BTU/h ≈ 3.52 kW 的制冷能力。