能量单位换算表
每个单位及其对应的焦耳值,以及在最常换算的两种单位下的等值。
| 单位 | 焦耳 | 折合 kJ | 折合 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 撒姆 | 105,480,400 | 105,480.4 | 29.300111 |
- 这里使用的卡是热化学卡,精确为 4.184 J。国际表卡为 4.1868 J,相差 0.07%。热化学卡是食品标签背后的取值:欧盟第 1169/2011 号法规按 1 kcal = 4.184 kJ 换算。
- 英热单位同样有多种定义。本换算器采用国际表英热单位(1,055.05585262 J);热化学英热单位约小 0.05%。对于日常供暖数字,这一差异远低于原始数据本身的精度。这也是为什么这里一撒姆折合 99,976 BTU 而不是整数 100,000:美制撒姆的定义是 59 °F 下的 100,000 BTU(1,054.804 J),比国际表英热单位略小。
- 能量不是功率。千瓦是速率,千瓦时是以该速率持续一小时所输送的能量。两者之间的换算需要一个时长,而这正是本站千瓦时计算器所做的事。
常见的能量单位有哪些?
能量是做功的能力,其国际单位是焦耳 (J):一牛顿的力作用一米所做的功。在人类尺度上焦耳很小,所以实际使用的是更大的单位:欧洲食品标签上的千焦(1,000 J)、瓦时(3,600 J,即一瓦持续一小时)以及电表所计量的千瓦时(360 万焦耳)。
卡路里造成的混淆超过这里任何其他单位,因为两种不同的量共用同一个名称。热化学卡精确等于 4.184 J。营养标签上的“大卡”,写作大写 C 的 Calorie 或 kcal,是它的一千倍:4,184 J。因此一份 100 千卡的零食含 418.4 千焦,这正是欧洲包装上两个数字并列出现的原因。
英热单位是美国以及全球暖通空调行业常用的热量单位;此处采用的国际表英热单位等于 1,055.05585262 J。一撒姆为 100,000 英热单位,是天然气计费所用的单位,约合 29.3 千瓦时。英尺磅是常用的机械功单位,而电子伏——自 2019 年国际单位制重新定义以来精确为 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J——是原子物理与粒子物理的天然单位。
如何使用这个能量换算器
- 输入你要换算的能量数值。
- 选择它的单位:食品标签用千卡,电力用千瓦时,燃气和供暖用撒姆或英热单位。
- 一次读取它在其他所有单位下的等值。
- 看食品标签时请用 kcal 而非 cal:包装上印的“大卡”是千卡,比科学上的卡大一千倍。
能量换算器背后的换算系数
数值先按其单位的系数换算成焦耳,再除以每个目标单位的系数。下列系数除撒姆外都是精确定义,而撒姆在美国由法律规定为精确值。
计算示例:100 kcal = 100 × 4,184 = 418,400 J = 418.4 kJ。换成千瓦时:418,400 ÷ 3,600,000 = 0.11622222 kWh。换成英热单位:418,400 ÷ 1,055.05585262 = 396.56668 BTU。
结果按八位有效数字显示,而不是固定的小数位数,因为这些单位跨越 27 个数量级:一个电子伏是 0.00000000000000000016 J,任何固定的四舍五入都会把它显示成零。
常见错误
- 把卡与食品大卡混为一谈。标签上写 250 大卡指的是 250 千卡,也就是 250,000 科学卡或 1,046 千焦。
- 把千瓦和千瓦时当作同一个量。一台 2 千瓦的取暖器运行 3 小时耗电 6 千瓦时;功率自始至终没有变化。
- 在精密工作中混用英热单位的不同定义。国际表英热单位与热化学英热单位相差约 0.05%。
- 以为撒姆是公制单位。它等于 100,000 英热单位,是美国燃气计费单位,约合 29.3 千瓦时。
常见问题
1 千卡等于多少千焦?
精确等于 4.184 千焦。按热化学定义,一千卡为 4,184 焦耳,这也是欧洲食品标签法规所采用的取值,因此一份 100 千卡的食物含 418.4 千焦。这就是欧洲包装同时印出两个数字的原因。
大卡和卡是一回事吗?
不是,两者相差 1,000 倍。小写的卡为 4.184 J。营养标签上的“大卡”——有时写成大写 C,更常写作 kcal——是千卡:4,184 J。食品能量始终以两者中较大的那个来表示。
1 千瓦时等于多少英热单位?
3,412.1416 英热单位。一千瓦时为 3,600,000 J,一国际表英热单位为 1,055.05585262 J,因此 3,600,000 ÷ 1,055.05585262 = 3,412.1416。暖通空调行业通常引用的是取整后的 3,412。
一撒姆燃气等于多少千瓦时?
29.300111 千瓦时。一美制撒姆为 100,000 英热单位,即 105,480,400 J,而一千瓦时为 3,600,000 J。正是这一换算让你能把以撒姆计费的燃气账单与以千瓦时计费的电费账单相比较。
什么是电子伏?
一个电子越过一伏特电位差所获得的能量:自 2019 年国际单位制重新定义固定了基本电荷以来,精确为 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J。它是原子物理、核物理和粒子物理的天然单位,在这些领域用焦耳就意味着要拖着十九个前导零。
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.