Trình chuyển đổi năng lượng

Hệ số chuyển đổi chính xác sang joule

Joule (J) là đơn vị năng lượng trong SI. Mọi đơn vị khác được định nghĩa tương đối với nó.

Cột mốc quy mô

• 1 J: nâng một quả táo lên 1 m.
• 1 kcal: giá trị chuyển hóa của một hạt lạc.
• 1 kWh: chạy máy sưởi 1 kW trong một giờ.
• 1 BTU: năng lượng để nâng 1 lb nước thêm 1 độ F (khoảng 1 kJ).
• 1 kiloton TNT: 4,184 TJ; sản lượng hạt nhân chiến thuật nhỏ.
• 1 MeV: đặc trưng của các quá trình hạt nhân.

Nhầm lẫn về calorie

• calorie (chữ c nhỏ, viết thường, “calorie gam”) = 4,184 J.
• Calorie hoặc kilocalorie (chữ C lớn, calorie thực phẩm) = 4.184 J = 1 kcal.

Bao bì thực phẩm ngoài Mỹ thường ghi rõ “kcal” để tránh nhầm lẫn. Ở Mỹ, “Calories” trên nhãn nghĩa là kilocalorie. Snack “200 calorie” thực ra là 200 kilocalorie, hay 836.800 joule.

Chuyển đổi kỹ thuật

• Sưởi: BTU/giờ là công suất, không phải năng lượng. Máy sưởi 10.000 BTU/h cung cấp 10.000 BTU mỗi giờ (~2,93 kWh/giờ).
• Đồ ăn vs vận động: 100 kcal = 418 kJ. Chạy ở tốc độ vừa đốt khoảng 60 kcal mỗi km cho người 70 kg, nên chạy 7 km xấp xỉ 420 kcal.
• Xăng: 1 gallon = 33,7 kWh (tương đương EPA dùng để so sánh xe điện).
• Khí thiên nhiên: 1 therm = 100.000 BTU = 29,3 kWh.

Vì sao vẫn giữ nhiều đơn vị

Các ngành khác nhau cố hóa lựa chọn đơn vị của mình trước khi SI thống nhất:

• Điện dùng watt-giờ vì hóa đơn cộng dồn từ công tơ đọc watt tức thời.
• Sưởi và HVAC ở Mỹ dùng BTU vì ngành có trước hệ mét và chi phí thay đổi ngăn quy đổi.
• Hóa học và dinh dưỡng dùng calorie vì 1 cal nâng 1 g nước thêm 1 °C; tiện cho suy luận nhiệt động.
• Vật lý hạt dùng electronvolt vì joule quá lớn cho công việc một hạt.

Chính xác vs xấp xỉ

Một số phép quy đổi chính xác theo định nghĩa (1 J = 10^7 erg, 1 kWh = 3,6 MJ). Số khác là giá trị định nghĩa (1 cal = 4,184 J đúng theo quy ước nhiệt hóa IUPAC). Vài cái là hằng số đo (1 eV gắn với điện tích cơ bản, chính xác từ lần định nghĩa lại SI 2019). Trình chuyển đổi dùng giá trị định nghĩa khi có.