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能量单位转换器

在焦耳、千焦、卡路里、千卡、瓦时、千瓦时、英制热单位、电子伏特、尔格、英尺·磅等能量单位之间进行转换。每个换算系数都采用 NIST 的精确定义,两种卡路里和两种 BTU 分开列出,转换器还能一次性以全部 18 种单位显示数值。完全在您的浏览器中运行,不上传任何内容。

如 2000、0.5 或 1.6e-19 这样的数字。结果为精确值,采用 NIST 对各单位的定义。

2000 kcal (th) = 8368 kJ

8368

换算后的数值

8.368 × 10³

科学计数法

1 kcal (th) = 4.184 kJ

换算系数

精确:两种单位均由精确的十进制系数定义,因此没有任何舍入。

您的能量在各单位下的数值

单位数值
焦耳 (J)8368000
千焦 (kJ)8368
兆焦 (MJ)8.368
瓦时 (Wh)2324.444444
千瓦时 (kWh)2.324444444
卡路里,热化学 (cal th)2000000
千卡,热化学 (kcal th)2000
卡路里,国际蒸汽表 (cal IT)1998662.463
千卡,国际蒸汽表 (kcal IT)1998.662463
英制热单位,国际蒸汽表 (BTU IT)7931.333663
英制热单位,热化学 (BTU th)7936.64343
电子伏特 (eV)5.222894794 × 10²⁵
千电子伏特 (keV)5.222894794 × 10²²
兆电子伏特 (MeV)5.222894794 × 10¹⁹
尔格83680000000000
英尺·磅力 (ft·lbf)6171920.065
升·大气压 (L·atm)82585.73896
吨 TNT (t TNT)0.002

是哪一种卡路里?营养成分表通常采用热化学千卡,即 4.184 kJ;国际蒸汽表卡路里为 4.1868 J,约大 0.07%。食品标签上的 Calories 即千卡。

如何使用能量单位转换器

  1. 1. 输入数量。 输入一个数字,例如 2000、0.5 或 1.6e-19。小数点或逗号均可。
  2. 2. 选择单位。 选择您拥有的单位和想要的单位。交换单位 会将二者互换。
  3. 3. 阅读结果。 您会得到换算后的数值、同一数值的科学计数法表示、精确的换算系数,以及一条说明,告知答案是精确的,还是按您所选的有效数字位数四舍五入得到的。
  4. 4. 查看对照表。 结果下方是您的能量在列表中每种单位下的数值,便于比较,例如把食品标签上的千焦与电池上的瓦时进行对照。

各单位之间的关系

能量的国际单位制单位是焦耳:一个牛顿的力沿一米方向作用所做的功,或一瓦特持续一秒所做的功。此处其他所有单位都是它的固定倍数。一千瓦时等于 360 万焦耳,因为一小时有 3600 秒,而一千瓦即每秒 1000 焦耳。一电子伏特是电子穿过一伏电势差时获得的能量,恰好为 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J,这是因为 2019 年的 SI 重新定义确定了基本电荷的值。尔格来自旧的厘米–克–秒制,等于 10⁻⁷ J。

以焦耳计的精确值(NIST SP 811,附录 B)
单位焦耳说明
卡路里,热化学 (cal th)4.184用于营养成分表
卡路里,国际蒸汽表 (cal IT)4.1868用于蒸汽表与工程计算
英制热单位,国际蒸汽表 (BTU IT)1055.05585262美国供暖与制冷中最常见
英制热单位,热化学 (BTU th)1054.350约小 0.07%
千瓦时 (kWh)3 600 000用于电费计量
英尺·磅力 (ft·lbf)1.3558179483314由磅力与英尺导出
升·大气压 (L·atm)101.325气体做功,由 101 325 Pa 导出
吨 TNT (t TNT)4 184 000 000一种约定,而非测量值

哪一种卡路里?

卡路里不止一种,它们在第四位有效数字上有所不同。热化学卡路里定义为恰好 4.184 J。国际蒸汽表卡路里由 1956 年第五届国际蒸汽性质会议确定,恰好为 4.1868 J,约大 0.07%。第三种是 15 °C 卡路里,约为 4.1855 J,此处未提供。营养成分表通常使用热化学千卡,因此 2000 kcal 即 8368 kJ;给出蒸汽性质的工程手册则使用国际蒸汽表值。若某份文件没有说明它指的是哪一种,食品方面的读法更可取热化学卡路里,工程方面则采用国际蒸汽表卡路里;两者的差异只在第三位数字之后才有影响。

食品标签上的“Calorie”(有时写作大写 C 或 Cal)即千卡:1000 个小卡路里。在以千焦标注的国家,通常会在旁边同时给出千卡的数值。

示例

  • 2000 kcal(热化学) 恰好为 8368 kJ,即 8.368 MJ,或约 2.3244 kWh。
  • 1 kWh 为 3.6 MJ,或 860.4207 kcal(热化学)。
  • 1 BTU(IT) 为 1055.05585262 J,或约 0.2930711 Wh。
  • 1 ft·lbf 为 1.3558179483314 J,1 L·atm 恰好为 101.325 J。
  • 1 eV 为 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J,因此一个 5 MeV 的粒子携带 8.01088317 × 10⁻¹³ J。

精度与局限

所有换算系数都是定义值,因此换算是精确的。转换器以整数运算而非浮点数进行计算,只在输出答案时按您所选的有效数字位数四舍五入。数值取自美国国家标准与技术研究院(NIST)的 Guide for the Use of the International System of Units(SP 811,2008 年版),电子伏特除外,它依照 2019 年的 SI 取值。能量(以焦耳计)与功率(以瓦特计)并不相同:若需要功率,请参阅功与功率计算器。若要将单位与微、吉等词头组合使用,请使用公制词头转换器。

常见问题

一卡路里等于多少焦耳?
一个热化学卡路里恰好为 4.184 焦耳,一个国际蒸汽表卡路里恰好为 4.1868 焦耳。一千卡即食品中所说的 Calorie,为 1000 个这样的单位:4184 J 或 4186.8 J。用于营养时请使用热化学值。
如何将千瓦时换算为焦耳?
乘以 3 600 000。一千瓦时即 1000 瓦特持续 3600 秒,也就是 3 600 000 焦耳,或 3.6 兆焦。要从焦耳换回千瓦时,则除以 3 600 000。一只 60 W 的灯泡工作一小时耗电 0.06 kWh,即 216 kJ。
如何将电子伏特换算为焦耳?
乘以 1.602176634 × 10⁻¹⁹。这一换算是精确的:2019 年 SI 重新定义时,将基本电荷以库仑表示的值确定为这一数值,而一电子伏特即一个基本电荷乘以一伏特。反向换算则除以同一系数,因此 1 J 约为 6.241509 × 10¹⁸ eV。
为什么英制热单位有两种?
与卡路里一样,英制热单位也是根据加热水所需的热量定义的,不同假设下编制的表格给出的数值略有差异。国际蒸汽表 BTU 为 1055.05585262 J,热化学 BTU 为 1054.350 J。美国的供暖和制冷额定值通常指国际蒸汽表 BTU,两者相差约 0.07%。
瓦时是能量单位还是功率单位?
是能量单位。瓦特是功率,即每秒的能量,因此瓦时是功率乘以时间得到的能量:3600 焦耳。电池容量以 Wh 计、电费以 kWh 计,都是能量的数量,而充电器上标注的 20 W 则是功率。
一吨 TNT 等于多少焦耳?
按约定,一吨 TNT 恰好为 4.184 吉焦,一千吨 TNT 为 4.184 太焦。这个数值是一种标准而非测量结果,因为真实 TNT 释放的能量会有所不同;之所以这样定义,是为了使该单位恰好等于一百万个热化学千卡。

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