Energienhedsomregner: joule, kWh, kalorier og BTU

Energienhedsomregner

Energi er evnen til at udføre arbejde eller producere varme. En omregner for energienheder omskriver et energital fra én enhed til en anden, f.eks. kilowatt-timer til joule. Denne side omregner mellem joule, kilojoule, kalorier, kilokalorier, watt-timer, kilowatt-timer og BTU og viser alle syv værdier på samme tid.

Sådan fungerer konverteren

Brugeren indtaster ét tal og vælger den enhed, tallet er angivet i. Siden returnerer den samme energi i alle syv enheder.

• Resultater vises med otte betydende cifre. Kun visningen afrundes. Omregningen udføres på det indtastede tal.
• Et resultat, der er mindre end 0,0001, eller på en milliard eller mere, vises i videnskabelig notation. Nul vises som et almindeligt 0.
• Negative værdier accepteres. En reaktion, der optager varme i stedet for at frigive den, har en negativ værdi.
• Et tomt felt viser en meddelelse i stedet for et tal. Et link med en enhed, som siden ikke tilbyder, viser en meddelelse i stedet for en omregning.

De syv enheder

Joule er SI-enheden: det arbejde, der udføres af én newton, når den virker over én meter. Hver af de seks andre enheder er et fast antal joule. Ingen af disse seks tal er en måling, så ingen af dem ændrer sig over tid.

Formel for energiomregning

Alle enhederne her er faste multipla af joule, så en omregning består af én multiplikation efterfulgt af én division. Værdien omregnes først til joule og derefter fra joule til den ønskede enhed:

$E_2 = \frac{E_1 \times k_1}{k_2}$

hvor $E_1$ er den indtastede energi, $k_1$ er antallet af joule i én enhed af den valgte enhed, $k_2$ er antallet af joule i én enhed af den ønskede enhed, og $E_2$ er svaret.

Intet lægges til eller trækkes fra undervejs, fordi alle syv skalaer viser nul ved den samme energi. Kun størrelsen på trinnet ændres. Temperatur er det tilfælde, hvor det ikke gælder: Celsius og Fahrenheit begynder at tælle fra forskellige punkter, så en omregner, der kun multiplicerede, ville vise 0 °C som 0 °F i stedet for 32 °F.

Hvor kalorien og BTU kommer fra

En kalorie var oprindeligt den energi, der skulle til for at opvarme ét gram vand med én grad Celsius, men to forskellige forsøg fastsatte denne idé til to en smule forskellige størrelser. Denne side bruger den termokemiske kalorie, der er fastsat til præcis 4,184 J, hvilket er tallet, der bruges i kemi og ved mærkning af fødevarers energiindhold (1.000 af dem udgør den kilokalorie, der står som "Calories" på en næringsdeklaration). En anden, særskilt definition, International Table -kalorien, er fastsat til præcis 4,1868 J og indgår i BTU'en nedenfor i stedet for at blive vist som sin egen enhed her, fordi de to kalorier adskiller sig med omkring 0,06 % og er lette at forveksle.

BTU'en på denne side er BTU'en fra International Table, det tal, der står på HVAC- og AC -udstyr. Den er defineret som den energi, der skal til for at opvarme ét pund vand med én grad Fahrenheit ved hjælp af International Table-kalorien:

$1\ \mathrm{BTU} = 453.59237\ \mathrm{g} \times \frac{5}{9}\,\mathrm{K/°F} \times 4.1868\ \mathrm{J/(g \cdot K)} = 1055.05585262\ \mathrm{J}$

De 453,59237 g kommer fra International Yard and Pound Agreement fra 1959, som fastsætter pundet til præcis dette antal gram. De 5/9 omregner en temperaturforskel på én grad Fahrenheit til kelvin. Alle tre faktorer er eksakte, så produktet er også eksakt, og decimalen ovenfor stopper i stedet for at gentage sig.

Eksempel: et 10 kWh solcellebatteri

Et hjemmebatteri med en kapacitet på 10 kWh lagrer 10.000 watt-timer. Omregnet til joule, SI -enheden, der bruges i fysik:

$E = 10 \times 3{,}600{,}000 = 36{,}000{,}000\ \mathrm{J} = 36\ \mathrm{MJ}$

Omregnet fra de samme 10 kWh til BTU, den enhed der bruges til at dimensionere den varme- eller kølebelastning, det kunne drive:

$E = \frac{10 \times 3{,}600{,}000}{1055.05585262} \approx 34{,}121.416\ \mathrm{BTU}$

Og til kilokalorier, den enhed der bruges på en næringsdeklaration:

$E = \frac{10 \times 3{,}600{,}000}{4184} \approx 8{,}604.2065\ \mathrm{kcal}$

For denne indtastning viser siden 36.000.000 J, 36.000 kJ, 8.604.206,5 cal, 8.604,2065 kcal, 10.000 Wh, 10 kWh og 34.121,416 BTU side om side.

Almindelige energiomregninger

Hver række viser, hvad én enhed i kolonnen til venstre svarer til i hver af de syv enheder med otte betydende cifre.

Hvilke værdier er eksakte, og hvilke er afrundede

Alle enhederne her bygger på en definition, men kun nogle af disse definitioner kan skrives fuldt ud som decimaler.

• 1 kJ er præcis 1.000 J. Kilo er SI-præfikset for tusind.
• 1 cal er præcis 4,184 J, og 1 kcal er præcis 4.184 J. Begge decimaler stopper.
• 1 Wh er præcis 3.600 J, og 1 kWh er præcis 3.600.000 J: en watt er en joule pr. sekund, og en time er 3.600 sekunder, begge dele eksakte.
• 1 BTU (1,1 kJ) er præcis 1.055,05585262 J og er sammensat af tre eksakte definitioner i stedet for at blive gemt som en forkortet decimal.

Omregneren beregner BTU-værdien ud fra dens definerende konstanter i stedet for at gemme et afrundet tal, så den afrunding, læseren ser, kommer fra visningen og ikke fra de underliggende tal. Otte betydende cifre er nok til at vise en definerende værdi tydeligt og få nok til at skjule computerens sidste cifre, som indeholder afrundingsstøj snarere end information.

Ofte stillede spørgsmål

Hvor mange joule er én kilowatt-time? Præcis 3.600.000 J eller 3,6 MJ. En kilowatt-time er den energi, et apparat på én kilowatt bruger på én time, og tallet følger direkte af, at et sekund er 1/3600 af en time.

Er en kalorie den samme overalt? Nej. Denne side bruger den termokemiske kalorie (4,184 J), det tal der bruges i kemi og indgår i kilokalorier for fødevarers energiindhold. International Table-kalorien (4,1868 J), der bruges til at definere BTU'en nedenfor, er en særskilt, senere definition, der er omkring 0,06 % større.

Hvordan omregnes kWh til BTU? Divider kilowatt-timerne med 0,00029307107, eller gang med cirka 3.412,14. Én kilowatt-time er 3.412,1416 BTU (3.600 kJ).

Hvor mange joule er der i en fødevarekalorie? En "Calorie" i fødevarer (med stort C) er en kilokalorie: præcis 4.184 J eller cirka 4,184 kJ. En snack på 250 kalorier indeholder cirka 1.046 kJ.

Kan negativ energi omregnes? Ja. Energi har fortegn, så en værdi under nul beskriver energi, der strømmer den anden vej, f.eks. en reaktion, der optager varme i stedet for at frigive den. Siden omregner den i stedet for at afvise den.

Hvorfor vises der så mange cifre? Otte betydende cifre gør en definerende værdi let at aflæse uden at vise de sidste cifre i beregningen, som indeholder afrundingsstøj. De gemte konstanter forkortes aldrig, så en kortere visning påvirker ikke den næste omregning.