エネルギー単位換算表
各単位のジュール値と、最もよく換算される二つの単位での等価値です。
| 単位 | ジュール | kJ 換算 | kWh 換算 |
|---|---|---|---|
| 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 サーム | 105,480,400 | 105,480.4 | 29.300111 |
- ここで用いるカロリーは熱化学カロリーで、厳密に 4.184 J です。国際表カロリーは 4.1868 J で、差は 0.07% です。食品表示の根拠となるのは熱化学カロリーであり、EU規則 1169/2011 は 1 kcal = 4.184 kJ で換算します。
- BTU にも複数の定義があります。本ツールは国際表 BTU(1,055.05585262 J)を用います。熱化学 BTU はおよそ 0.05% 小さい値です。日常的な暖房の数値では、この差は元データの精度をはるかに下回ります。ここで1サームが切りのよい 100,000 ではなく 99,976 BTU になるのもこのためです。米国のサームは 59 °F における 100,000 BTU(1,054.804 J)と定義されており、これは国際表 BTU よりわずかに小さい単位です。
- エネルギーは仕事率ではありません。キロワットは速さであり、キロワット時はその速さで1時間に供給されるエネルギーです。両者の換算には時間が必要で、それを行うのが本サイトの kWh 計算ツールです。
よく使われるエネルギー単位
エネルギーとは仕事をする能力であり、SI単位はジュール (J) です。1ニュートンの力が1メートルにわたって働くときの仕事に相当します。人間の尺度ではジュールは小さいため、実務ではより大きな単位が使われます。欧州の食品表示にあるキロジュール(1,000 J)、ワット時(3,600 J、1ワットを1時間持続)、そして電力量計が数えるキロワット時(360万 J)です。
カロリーはここに挙げたどの単位よりも混乱を招きます。異なる二つの量が同じ名前を共有しているからです。熱化学カロリーは厳密に 4.184 J です。栄養表示にある「Calorie」(大文字C)または kcal は、その1,000倍で 4,184 J にあたります。したがって100 kcal の軽食は 418.4 kJ を持ち、これが欧州の包装で二つの数値が並記される理由です。
英熱量(BTU)は米国、および世界の空調業界で一般的な熱量単位です。ここで用いる国際表 BTU は 1,055.05585262 J に等しくなります。1サームは 100,000 BTU で、都市ガスの請求に用いられる単位であり、およそ 29.3 kWh に相当します。フィートポンドは機械的仕事の慣用単位で、電子ボルトは — 2019年のSI改定以降、厳密に 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J — 原子物理学と素粒子物理学における自然な単位です。
このエネルギー換算ツールの使い方
- 換算したいエネルギーの値を入力します。
- その単位を選びます。食品表示ならキロカロリー、電気なら kWh、ガスや暖房ならサームまたは BTU です。
- 他のすべての単位における等価な値を一度に読み取ります。
- 食品表示では cal ではなく kcal を使ってください。包装に印刷された「Calorie」はキロカロリーであり、科学的なカロリーの1,000倍です。
エネルギー換算ツールの換算係数
値はまずその単位の係数でジュールに換算され、次に各変換先単位の係数で割られます。以下の係数はサームを除きすべて厳密な定義です。サームは米国では法律により厳密な値と定められています。
計算例:100 kcal = 100 × 4,184 = 418,400 J = 418.4 kJ。キロワット時では 418,400 ÷ 3,600,000 = 0.11622222 kWh。BTU では 418,400 ÷ 1,055.05585262 = 396.56668 BTU。
結果は小数点以下の桁数を固定するのではなく、有効数字8桁で表示します。これらの単位は27桁もの範囲にわたるためで、1電子ボルトは 0.00000000000000000016 J であり、固定桁で丸めればゼロと表示されてしまいます。
よくある間違い
- カロリーと食品の Calorie を混同すること。表示の「250 Calories」は 250 kcal を意味し、科学的なカロリーでは 250,000 cal、1,046 kJ にあたります。
- kW と kWh を同じ量として扱うこと。2 kW のヒーターを3時間運転すると 6 kWh を消費しますが、仕事率は終始変わっていません。
- 精密な作業で BTU の定義を混在させること。国際表 BTU と熱化学 BTU はおよそ 0.05% 異なります。
- サームをメートル法の単位だと思い込むこと。100,000 BTU にあたる米国のガス請求単位で、およそ 29.3 kWh です。
よくある質問
1 kcal は何 kJ ですか?
厳密に 4.184 kJ です。熱化学の定義では1キロカロリーは 4,184 ジュールであり、これが欧州の食品表示規則で使われる値です。したがって100 kcal の一食分は 418.4 kJ になります。欧州の包装に二つの数値が並ぶのはこのためです。
Calorie と calorie は同じものですか?
いいえ、1,000倍の違いがあります。小文字の calorie は 4.184 J です。栄養表示の「Calorie」— 大文字Cで書かれることもあれば、kcal と書かれることの方が多い — はキロカロリーで 4,184 J です。食品のエネルギーは常に大きい方で表されます。
1 kWh は何 BTU ですか?
3,412.1416 BTU です。1キロワット時は 3,600,000 J、国際表 BTU は 1,055.05585262 J なので、3,600,000 ÷ 1,055.05585262 = 3,412.1416 となります。空調分野で通常引用されるのは丸めた 3,412 です。
ガス1サームは何 kWh ですか?
29.300111 kWh です。米国の1サームは 100,000 BTU、すなわち 105,480,400 J であり、1キロワット時は 3,600,000 J です。この換算があるからこそ、サームで請求されるガス料金と kWh で請求される電気料金を比較できます。
電子ボルトとは何ですか?
電子が1ボルトの電位差を横切るときに得るエネルギーで、2019年のSI改定が電気素量を定めて以来、厳密に 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J です。原子物理学、原子核物理学、素粒子物理学における自然な単位であり、ジュールを使えば先頭に19個のゼロを引きずることになります。
参考文献
- 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.