ઊર્જા એકમ રૂપાંતરક: જ્યૂલ, kWh, કેલરી અને BTU

ઊર્જા એકમ રૂપાંતરક

ઊર્જા કાર્ય કરવા અથવા ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા છે. ઊર્જા એકમ રૂપાંતરક ઊર્જાના આંકડાને એકમમાંથી બીજા એકમમાં, જેમ કે કિલોવોટ-કલાકને જૂલમાં, રૂપાંતરિત કરે છે. આ પૃષ્ઠ જૂલ, કિલોજૂલ, કેલરી, કિલોકેલરી, વોટ-કલાક, કિલોવોટ-કલાક અને BTU વચ્ચે રૂપાંતર કરે છે અને સાતેય મૂલ્યો એકસાથે દર્શાવે છે.

રૂપાંતરક શું કરે છે

વપરાશકર્તા એક સંખ્યા લખે છે અને તે સંખ્યા કયા એકમમાં છે તે પસંદ કરે છે. પૃષ્ઠ એ જ ઊર્જા સાતેય એકમોમાં દર્શાવે છે.

• પરિણામો આઠ સાર્થક અંકો સુધી દર્શાવવામાં આવે છે. માત્ર પ્રદર્શન માટે સંખ્યાને ગોળ કરવામાં આવે છે. રૂપાંતર લખેલી મૂળ સંખ્યા પર થાય છે.

• કદમાં 0.0001 કરતાં નાનું અથવા એક અબજ કે તેથી મોટું પરિણામ વૈજ્ઞાનિક સંકેતલિપિમાં દર્શાવવામાં આવે છે. શૂન્ય સાદા 0 તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

• ઋણ મૂલ્યો સ્વીકારવામાં આવે છે. ઉષ્મા છોડવાને બદલે શોષતી પ્રતિક્રિયાનું મૂલ્ય ઋણ હોય છે.

• ખાલી બોક્સ સંખ્યાને બદલે સંદેશ આપે છે. પૃષ્ઠ દ્વારા ન અપાતા એકમવાળી લિંક રૂપાંતરને બદલે સંદેશ આપે છે.

સાત એકમો

જૂલ એ SI એકમ છે: એક ન્યૂટન એક મીટર અંતર સુધી કાર્ય કરે ત્યારે થતું કાર્ય. અન્ય છ એકમોમાંથી દરેક જૂલની એક નિશ્ચિત સંખ્યા જેટલું છે. આ છ સંખ્યાઓમાંથી કોઈ માપન નથી, તેથી સમય સાથે તેમાં ફેરફાર થતો નથી.

ઊર્જા રૂપાંતરણનું સૂત્ર

અહીં દરેક એકમ જૂલનો એક નિશ્ચિત ગુણાંક છે, તેથી રૂપાંતરમાં એક ગુણાકાર પછી એક ભાગાકાર થાય છે. મૂલ્યને પહેલાં જૂલમાં ફેરવવામાં આવે છે અને પછી ઇચ્છિત એકમમાં પાછું ફેરવવામાં આવે છે:

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

જ્યાં $E_1$ લખાયેલી ઊર્જા છે, $k_1$ પસંદ કરેલા એકમના એક એકમમાં રહેલા જૂલની સંખ્યા છે, $k_2$ ઇચ્છિત એકમના એક એકમમાં રહેલા જૂલની સંખ્યા છે, અને $E_2$ પરિણામ છે.

માર્ગમાં કંઈ ઉમેરવામાં કે બાદ કરવામાં આવતું નથી, કારણ કે સાતેય માપપદ્ધતિઓ સમાન ઊર્જા પર શૂન્ય દર્શાવે છે. માત્ર પગથિયાંનું કદ બદલાય છે. તાપમાન એવો કિસ્સો છે જેમાં આ સાચું નથી: સેલ્સિયસ અને ફેરનહાઇટ અલગ બિંદુઓથી ગણતરી શરૂ કરે છે, તેથી માત્ર ગુણાકાર કરતું રૂપાંતરક 0 °C ને 0 °F તરીકે દર્શાવશે, જ્યારે સાચું મૂલ્ય 32 °F છે.

કેલરી અને BTU ક્યાંથી આવે છે

મૂળમાં કેલરી એટલે એક ગ્રામ પાણીને એક ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલું ગરમ કરવા જરૂરી ઊર્જા, પરંતુ બે અલગ પ્રયોગોએ આ વિચારને બે અત્યંત થોડા જુદા કદમાં નિશ્ચિત કર્યો. આ પૃષ્ઠ થર્મોકેમિકલ કેલરી વાપરે છે, જે ચોક્કસ 4.184 J નક્કી કરાયેલી છે અને રસાયણશાસ્ત્ર તથા ખાદ્ય-ઊર્જા લેબલિંગમાં વપરાય છે (1,000 કેલરીથી પોષણ લેબલ પર દર્શાવાતી કિલોકેલરી બને છે). બીજી અલગ વ્યાખ્યા, ઇન્ટરનેશનલ ટેબલ કેલરી, ચોક્કસ 4.1868 J નક્કી કરાયેલી છે અને તેને અહીં અલગ એકમ તરીકે દર્શાવવાને બદલે નીચેના BTUમાં સમાવવામાં આવી છે, કારણ કે બંને કેલરીમાં લગભગ 0.06% જેટલો તફાવત છે અને તે સહેલાઈથી ભળી શકે છે.

આ પૃષ્ઠ પરનું BTU ઇન્ટરનેશનલ ટેબલ BTU છે, જે HVAC અને AC સાધનો પર છપાયેલું મૂલ્ય છે. ઇન્ટરનેશનલ ટેબલ કેલરીનો ઉપયોગ કરીને તેની વ્યાખ્યા એક પાઉન્ડ પાણીને એક ડિગ્રી ફેરનહાઇટ જેટલું ગરમ કરવા જરૂરી ઊર્જા તરીકે કરવામાં આવે છે.

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

453.59237 g ઇન્ટરનેશનલ યાર્ડ અને પાઉન્ડ કરાર 1959માંથી આવે છે, જેમાં પાઉન્ડનું ચોક્કસ વજન એટલા ગ્રામ નક્કી કરવામાં આવ્યું છે. 5/9 એક ડિગ્રી ફેરનહાઇટના તાપમાન તફાવતને કેલ્વિનમાં ફેરવે છે. ત્રણેય ઘટકો ચોક્કસ છે, તેથી તેમનો ગુણાકાર પણ ચોક્કસ છે અને ઉપરનું દશાંશ પુનરાવર્તિત થવાને બદલે ત્યાં જ સમાપ્ત થાય છે.

ઉદાહરણ: 10 kWh ની સૌર બેટરી

10 kWh ક્ષમતા ધરાવતી ઘરેલુ બેટરી 10,000 વોટ-કલાક સંગ્રહે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વપરાતા SI એકમ જૂલમાં રૂપાંતર કરતાં:

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

એ જ 10 kWh ને BTUમાં રૂપાંતર કરતાં, જે એકમથી તે ચલાવી શકાતી ગરમી અથવા ઠંડકની ક્ષમતા નક્કી કરવામાં આવે છે:

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

અને ખાદ્ય લેબલ પર વપરાતી કિલોકેલરીમાં:

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

આ ઇનપુટ માટે પૃષ્ઠ 3,60,00,000 J, 36,000 kJ, 86,04,206.5 cal, 8,604.2065 kcal, 10,000 Wh, 10 kWh અને 34,121.416 BTU બાજુબાજુ દર્શાવે છે.

સામાન્ય ઊર્જા રૂપાંતરણો

દરેક પંક્તિમાં ડાબી બાજુના સ્તંભના એક એકમનું સાતેય એકમોમાં કેટલું મૂલ્ય થાય છે તે આઠ સાર્થક અંકો સુધી દર્શાવવામાં આવે છે.

કયા મૂલ્યો ચોક્કસ છે અને કયા પૂર્ણાંકિત

અહીં દરેક એકમ એક વ્યાખ્યા પર આધારિત છે, પરંતુ તેમાંથી માત્ર કેટલીક વ્યાખ્યાઓ દશાંશરૂપે સંપૂર્ણ લખી શકાય છે.

• 1 kJ બરાબર 1,000 J છે. કિલો એ એક હજાર માટેનો SI ઉપસર્ગ છે.

• 1 cal બરાબર 4.184 J છે અને 1 kcal બરાબર 4,184 J છે. બંને દશાંશો ત્યાં જ સમાપ્ત થાય છે.

• 1 Wh બરાબર 3,600 J છે અને 1 kWh બરાબર 36,00,000 J છે: વોટ એટલે પ્રતિ સેકન્ડ જૂલ અને કલાક એટલે 3,600 સેકન્ડ; બંને ચોક્કસ છે.

• 1 BTU (1.1 kJ) બરાબર 1,055.05585262 J છે; તેને ટૂંકા કરેલા દશાંશ તરીકે સંગ્રહવાને બદલે ત્રણ ચોક્કસ વ્યાખ્યાઓમાંથી બનાવવામાં આવે છે.

રૂપાંતરક BTUનું મૂલ્ય ગોળ કરેલી સંખ્યા સંગ્રહવાને બદલે તેની વ્યાખ્યાયિત અચળાંકોમાંથી બનાવે છે, તેથી વાચકને દેખાતું ગોળીકરણ પ્રદર્શનમાંથી આવે છે, પાછળની સંખ્યાઓમાંથી નહીં. આઠ સાર્થક અંકો વ્યાખ્યાયિત મૂલ્ય સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવવા માટે પૂરતા છે અને કમ્પ્યુટરની ગણતરીના છેલ્લાં અંકો છુપાવવા માટે પણ યોગ્ય છે; તે અંકો માહિતી કરતાં ગોળીકરણનો અવાજ વધારે વહન કરે છે.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

એક કિલોવોટ-કલાકમાં કેટલા જૂલ હોય છે? ચોક્કસ 36,00,000 J, અથવા 3.6 MJ. કિલોવોટ-કલાક એટલે એક કિલોવોટનું સાધન એક કલાક ચાલે ત્યારે વપરાતી ઊર્જા, અને આ સંખ્યા સીધી રીતે એ હકીકત પરથી મળે છે કે એક સેકન્ડ કલાકનો 1/3,600 ભાગ છે.

શું કેલરી દરેક જગ્યાએ સમાન હોય છે? ના. આ પૃષ્ઠ થર્મોકેમિકલ કેલરી (4.184 J) વાપરે છે, જે રસાયણશાસ્ત્રમાં વપરાય છે અને ખાદ્ય-ઊર્જાની કિલોકેલરીમાં સમાવવામાં આવે છે. BTUની વ્યાખ્યા માટે વપરાતી ઇન્ટરનેશનલ ટેબલ કેલરી (4.1868 J) અલગ અને પછીની વ્યાખ્યા છે, જે લગભગ 0.06% મોટી છે.

kWh ને BTUમાં કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે? કિલોવોટ-કલાકને 0.00029307107 વડે ભાગો અથવા આશરે 3,412.14 વડે ગુણો. એક કિલોવોટ-કલાક 3,412.1416 BTU (3,600 kJ) છે.

જૂલમાં ખાદ્ય Calorie કેટલી હોય છે? ખાદ્યની "Calorie" (મોટા C સાથે) કિલોકેલરી છે: ચોક્કસ 4,184 J, અથવા આશરે 4.184 kJ. 250-Calorie નાસ્તામાં આશરે 1,046 kJ ઊર્જા હોય છે.

શું ઋણ ઊર્જાનું રૂપાંતર કરી શકાય? હા. ઊર્જાને ચિહ્ન સાથે દર્શાવવામાં આવે છે, તેથી શૂન્યથી ઓછું મૂલ્ય ઊર્જા વિરુદ્ધ દિશામાં વહેતી હોવાનું દર્શાવે છે, જેમ કે ઉષ્મા છોડવાને બદલે શોષતી પ્રતિક્રિયામાં. પૃષ્ઠ તેને નકારી કાઢવાને બદલે રૂપાંતરિત કરે છે.

આટલા બધા અંકો શા માટે દર્શાવવામાં આવે છે? આઠ સાર્થક અંકો વ્યાખ્યાયિત મૂલ્યને વાંચી શકાય તેવું રાખે છે, પરંતુ ગણતરીના છેલ્લાં અંકો દર્શાવતા નથી; તે અંકો ગોળીકરણનો અવાજ વહન કરે છે. સંગ્રહિત અચળાંકોને ક્યારેય ટૂંકાવવામાં આવતા નથી, તેથી ટૂંકું પ્રદર્શન પછીના રૂપાંતરને અસર કરતું નથી.