能量单位换算器：焦耳、千瓦时、卡路里和英热单位

能量单位换算器

能量是做功或产生热量的能力。能量单位换算器会将一个 能量数值从一种单位改写为另一种单位，例如将千瓦时换算为焦耳。本页 可在焦耳、千焦、卡路里、千卡、瓦时、千瓦时 和 BTU 之间进行换算，并同时显示全部七个数值。

转换器的功能

用户输入一个数字，并选择该数字所用的单位。本页 会返回以全部七种单位表示的相同能量。

• 结果显示为八位有效数字。只有显示值会四舍五入。换算 使用输入的原始数字进行计算。
• 小于0.0001，或达到十亿及以上的结果，会以科学 记数法显示。零显示为普通的0。
• 接受负值。吸收热量而不是释放热量的反应，其能量值为 负数。
• 空输入框会显示提示，而不是数字。包含本页 不提供的单位的链接会显示消息，而不是进行换算。

七种单位

焦耳是国际单位制单位：一个牛顿作用于一米距离所做的功。其他六种 单位各对应一个固定的焦耳数。这六个数都不是测量值， 因此不会随时间变化。

能量换算公式

这里的每种单位都是焦耳的固定倍数，因此换算只需先乘法再 除法。数值先换算成焦耳，再换算成所需单位 ：

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

其中，$E_1$是输入的能量，$k_1$是所选单位中一个单位对应的焦耳数， $k_2$是所需单位中一个单位对应的焦耳数，$E_2$是 结果。

换算过程中不会加上或减去任何数值，因为七种刻度在相同能量处都从 零开始。变化的只有每一格所代表的大小。温度则不是这种情况 ：摄氏度和华氏度从不同的起点开始计数，因此仅进行乘法的换算器 会将0 °C报告为0 °F，而不是32 °F。

卡路里和 BTU 的来源

卡路里最初指的是将一克水升高一摄氏度所需的能量，但 两项不同的实验将这一概念确定为两个略有差异的数值。本页 使用热化学卡路里，其精确值为4.184 J；这一数值 用于化学和食品能量标示（1,000个热化学卡路里构成营养标签上写作 “Calories”的千卡）。另一项独立定义，即国际蒸汽表 卡路里，精确值为4.1868 J；本页将其纳入下面的 BTU，而不将其作为单独单位 列出，因为两种卡路里相差约0.06%，很 容易混淆。

本页使用的 BTU 是国际蒸汽表英热单位，也是 HVAC 和空调 设备上标示的数值。它定义为使用国际蒸汽表卡路里将一磅水升高一华氏度 所需的能量：

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

453.59237 g来自1959年的国际码和磅协议，该协议 将一磅精确定义为这么多克。5/9用于将一华氏度的 温差换算为开尔文。三个因子都精确，因此乘积也精确， 上面的十进制数会终止，而不会循环。

示例：一块10 kWh太阳能电池

额定容量为10 kWh的家用电池可储存10,000瓦时。换算为物理学使用的国际单位制 单位焦耳：

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

将同样的10 kWh换算为 BTU，即用于确定其能够承担的供暖或制冷负荷的 单位：

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

再换算为千卡，即食品标签使用的单位：

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

对于这一输入，本页会并列显示36,000,000 J、36,000 kJ、8,604,206.5 cal、8,604.2065 kcal、 10,000 Wh、10 kWh和34,121.416 BTU。

常见能量换算

每一行显示左列中的一个单位换算为七种 单位时的结果，均保留八位有效数字。

哪些数值是精确的，哪些经过舍入

这里的每种单位都基于某个定义，但只有部分定义可以完整地写成 十进制数。

• 1 kJ恰好等于1,000 J。kilo 是表示一千的国际单位制词头。
• 1 cal 恰好等于4.184 J，1 kcal 恰好等于4,184 J。两个十进制数都在此处终止。
• 1 Wh 恰好等于3,600 J，1 kWh恰好等于3,600,000 J：瓦是每 秒一焦耳，小时是3,600秒，二者都精确。
• 1 BTU (1.1 kJ)恰好等于1,055.05585262 J，它由三个精确定义构成，而不是 以缩短后的十进制数储存。

换算器根据定义它的常数计算 BTU 数值，而不是储存一个 经过四舍五入的数字，因此读者看到的四舍五入来自显示，而不是来自 其背后的数字。八位有效数字足以清楚显示定义值， 同时又能隐藏计算机运算的最后几位数字；那些数字包含的是四舍五入噪声， 而不是信息。

常见问题

一千瓦时是多少焦耳？ 精确为3,600,000 J，即3.6 MJ。一千瓦时是一个一千瓦的 设备运行一小时所用的能量，这个数值直接来自一秒是一小时的1/3600。

卡路里在任何地方都相同吗？ 不相同。本页使用热化学卡路里（4.184 J），这是化学中使用并 纳入食品能量千卡的数值。用于定义下面 BTU 的国际蒸汽表卡路里（4.1868 J） 是另一项较晚的独立定义，大约大0.06%。

kWh 如何换算为 BTU？ 将千瓦时除以0.00029307107，或乘以约3,412.14。一 千瓦时等于3,412.1416 BTU (3,600 kJ)。

食品中的 Calorie 用焦耳表示是多少？ 食品标签上的“Calorie”（大写 C）指千卡：精确为4,184 J，约为4.184 kJ。一份 含250 Calorie 的零食约含1,046 kJ。

负能量可以换算吗？ 可以。能量带有正负号，因此低于零的数值表示能量向相反方向流动， 例如反应吸收热量而不是释放热量。本页会进行换算，而不会 拒绝处理。

为什么显示这么多位数字？ 八位有效数字可以让定义值清晰可读，同时不显示运算结果的最后几位数字， 因为那些数字包含四舍五入噪声。储存的常数从不缩短， 因此较短的显示值不会反过来影响下一次换算。