جدول تحويل وحدات الطاقة
كل وحدة بقيمتها بالجول ومكافئها في الوحدتين الأكثر تحويلًا إليهما.
| الوحدة | جول | بالـ kJ | بالـ kWh |
|---|---|---|---|
| 1 kcal | 4,184 | 4.184 | 0.0011622 |
| 1 kJ | 1,000 | 1 | 0.00027778 |
| 1 Wh | 3,600 | 3.6 | 0.001 |
| 1 kWh | 3,600,000 | 3,600 | 1 |
| 1 BTU | 1,055.0559 | 1.0550559 | 0.00029307 |
| 1 ثيرم | 105,480,400 | 105,480.4 | 29.300111 |
- السعر المستعمل هنا هو السعر الكيميائي الحراري، 4.184 J بالضبط. أما سعر الجدول الدولي فهو 4.1868 J، بفارق 0.07%. والكيميائي الحراري هو القيمة التي يقوم عليها وسم الأغذية: إذ تحوّل لائحة الاتحاد الأوروبي 1169/2011 بمعدل 1 kcal = 4.184 kJ.
- ولـ BTU أيضًا تعريفات عدة. يستعمل هذا المحوّل BTU الجدول الدولي (1,055.05585262 J)؛ وBTU الكيميائية الحرارية أصغر بنحو 0.05%. وفي أرقام التدفئة المعتادة يظل الفارق دون دقة البيانات الأصلية بكثير. ولهذا أيضًا يعادل الثيرم هنا 99,976 BTU لا 100,000 بالتمام: إذ يُعرَّف الثيرم الأمريكي بأنه 100,000 BTU عند 59 °F (1,054.804 J)، وهي وحدة أصغر قليلًا من BTU الجدول الدولي.
- الطاقة ليست القدرة. فالكيلوواط معدّل، والكيلوواط-ساعة هي الطاقة المسلَّمة بذلك المعدّل خلال ساعة. والتحويل بينهما يحتاج إلى مدة زمنية، وهذا بالضبط ما تفعله حاسبة kWh في هذا الموقع.
ما وحدات الطاقة الشائعة؟
الطاقة هي القدرة على بذل شغل، ووحدتها في النظام الدولي هي الجول (J): نيوتن واحد يعمل على امتداد متر واحد. والجول صغير على المقياس البشري، لذا تستعمل الممارسة وحدات أكبر: الكيلوجول (1,000 J) على بطاقات الأغذية الأوروبية، والواط-ساعة (3,600 J، أي واط واحد لمدة ساعة)، والكيلوواط-ساعة (3.6 ملايين جول) التي تحصيها عدادات الكهرباء.
يثير السعر الحراري لبسًا أكثر من أي وحدة أخرى هنا، لأن شيئين مختلفين يتقاسمان الاسم نفسه. فالسعر الحراري الكيميائي الحراري يساوي 4.184 J بالضبط. أما السعر المكتوب على بطاقة غذائية بحرف C كبير أو بصيغة kcal فهو ألف من ذلك: 4,184 J. لذا تحمل وجبة خفيفة من 100 kcal ما مقداره 418.4 kJ، وهذا سبب ظهور الرقمين جنبًا إلى جنب على العبوات الأوروبية.
الوحدة الحرارية البريطانية هي وحدة الحرارة المعتادة في الولايات المتحدة وفي قطاع التكييف حول العالم؛ وBTU الجدول الدولي المستعملة هنا تساوي 1,055.05585262 J. والثيرم الواحد 100,000 BTU، وهي الوحدة التي يُفوتر بها الغاز الطبيعي، ويعادل نحو 29.3 kWh. والقدم-رطل هي وحدة الشغل الميكانيكي المعتادة، أما الإلكترون فولت — 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J بالضبط منذ إعادة تعريف النظام الدولي سنة 2019 — فهو الوحدة الطبيعية لفيزياء الذرّة والجسيمات.
كيفية استخدام محوّل الطاقة
- أدخل قيمة الطاقة التي تريد تحويلها.
- اختر وحدتها: الكيلو سعر لبطاقات الأغذية، وkWh للكهرباء، والثيرم أو BTU للغاز والتدفئة.
- اقرأ المكافئ في جميع الوحدات الأخرى دفعة واحدة.
- لبطاقات الأغذية استعمل kcal لا cal: فالسعر المطبوع على العبوات كيلو سعر، أكبر ألف مرة من السعر العلمي.
معاملات التحويل وراء محوّل الطاقة
تُحوَّل القيمة إلى جول بمعامل وحدتها، ثم تُقسم على معامل كل وحدة هدف. وكل المعاملات أدناه تعريفات دقيقة، عدا الثيرم فهو دقيق بحكم القانون في الولايات المتحدة.
مثال محلول: 100 kcal = 100 × 4,184 = 418,400 J = 418.4 kJ. وبالكيلوواط-ساعة: 418,400 ÷ 3,600,000 = 0.11622222 kWh. وبـ BTU: 418,400 ÷ 1,055.05585262 = 396.56668 BTU.
تُعرض النتائج بثمانية أرقام معنوية بدل عدد ثابت من المنازل العشرية، لأن هذه الوحدات تمتدّ على 27 رتبة قدرية: فالإلكترون فولت الواحد يساوي 0.00000000000000000016 J، وأي تقريب ثابت كان سيُظهره صفرًا.
أخطاء شائعة
- الخلط بين السعر الحراري والسعر الغذائي. فبطاقة تقول 250 سعرة تعني 250 kcal، أي 250,000 سعرة علمية أو 1,046 kJ.
- معاملة kW وkWh على أنهما المقدار نفسه. فمدفأة قدرتها 2 kW تعمل 3 ساعات تستهلك 6 kWh؛ والقدرة لم تتغير قط.
- خلط تعريفات BTU في الأعمال الدقيقة. فبين BTU الجدول الدولي والكيميائية الحرارية فارق نحو 0.05%.
- افتراض أن الثيرم وحدة مترية. إنه 100,000 BTU، وحدة أمريكية لفوترة الغاز، ويعادل نحو 29.3 kWh.
الأسئلة الشائعة
كم kJ في 1 kcal؟
4.184 kJ بالضبط. فالكيلو سعر الواحد 4,184 جول وفق التعريف الكيميائي الحراري، وهو القيمة التي تستعملها قواعد وسم الأغذية الأوروبية، لذا فحصة من 100 kcal هي 418.4 kJ. ولهذا تطبع العبوات الأوروبية الرقمين معًا.
هل السعرة الغذائية هي السعرة نفسها؟
لا، والفارق بمقدار 1,000. فالسعرة بحرف صغير 4.184 J. أما سعرة بطاقة الأغذية — تُكتب أحيانًا بحرف C كبير، وأكثر ما تُكتب kcal — فهي كيلو سعر: 4,184 J. وطاقة الغذاء تُذكر دائمًا بالأكبر منهما.
كم BTU في الكيلوواط-ساعة؟
3,412.1416 BTU. فالكيلوواط-ساعة 3,600,000 J وBTU الجدول الدولي 1,055.05585262 J، ومن ثم 3,600,000 ÷ 1,055.05585262 = 3,412.1416. والرقم المقرَّب 3,412 هو المعتاد ذكره في أعمال التكييف.
كم kWh في ثيرم من الغاز؟
29.300111 kWh. فالثيرم الأمريكي 100,000 BTU، أي 105,480,400 J، والكيلوواط-ساعة 3,600,000 J. وهذا التحويل هو ما يتيح مقارنة فاتورة غاز بالثيرم بفاتورة كهرباء بالكيلوواط-ساعة.
ما هو الإلكترون فولت؟
الطاقة التي يكتسبها إلكترون وهو يعبر فرق جهد قدره فولت واحد: 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J بالضبط منذ ثبّتت إعادة تعريف النظام الدولي سنة 2019 الشحنة الأولية. وهو الوحدة الطبيعية لفيزياء الذرّة والنواة والجسيمات، حيث يعني استعمال الجول جرّ تسعة عشر صفرًا في المقدمة.
المراجع
- NIST Special Publication 811 (Thompson & Taylor). Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008 — Appendix B energy conversion factors, including the thermochemical calorie and International Table BTU.
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). The International System of Units (SI Brochure), 9th edition, 2019 — the joule, and the exact value of the electronvolt following the 2019 redefinition.
- Regulation (EU) No 1169/2011 on the provision of food information to consumers, Annex XIV — energy conversion factors used for nutrition declarations.