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能量单位换算器

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食品标签用千卡，供暖系统用 BTU，电费账单用千瓦时，物理课本用焦耳，粒子物理学家用电子伏特。同一份能量，不同行业用不同单位。这个换算器在所有常见能量单位之间双向换算，使用精确因子（不会因四舍五入累积漂移）。

如何换算能量单位

  1. 1

    输入数值

    以当前单位输入能量；接受小数和科学计数法。

  2. 2

    选择源单位

    焦耳、千焦、兆焦、卡路里、千卡（食物卡路里）、瓦时、千瓦时、兆瓦时、BTU、尔格、英尺-磅、电子伏特。

  3. 3

    选择目标单位

    换算结果会在输入时即时更新。

  4. 4

    交换或重新开始

    交换源单位和目标单位以向反方向换算，或输入新值重新开始。

以焦耳为基准的精确换算因子

焦耳（J）是 SI 能量单位。其他每个单位都相对于它定义。

单位 焦耳
1 J 1
1 kJ 1,000
1 MJ 1,000,000
1 cal（热化学） 4.184
1 kcal（食物卡路里） 4,184
1 Wh 3,600
1 kWh 3,600,000
1 MWh 3,600,000,000
1 BTU (IT) 1,055.06
1 erg 10^-7
1 英尺-磅 1.355818
1 eV 1.602176634 * 10^-19

量级参照

  • 1 J：把一只苹果举高 1 米。
  • 1 kcal：一颗花生的代谢值。
  • 1 kWh：1 kW 取暖器运行 1 小时。
  • 1 BTU：把 1 磅水升高 1 华氏度所需能量（约 1 kJ）。
  • 1 千吨 TNT：4.184 TJ；小型战术核当量。
  • 1 MeV：核反应过程的典型能量级。

卡路里的混淆

  • calorie（小 c、小写、“克卡”）= 4.184 J。
  • Calorie 或 kilocalorie（大 C，食物卡路里）= 4,184 J = 1 kcal。

美国以外的食品包装通常显式写 “kcal”，避免混淆。美国标签上的 “Calories” 表示千卡。所谓 “200 卡路里” 的零食其实是 200 千卡，即 836,800 焦耳。

工程换算

  • 供暖：BTU/小时 是功率，不是能量。10,000 BTU/h 的取暖器每小时输出 10,000 BTU（约 2.93 kWh/小时）。
  • 饮食 vs 运动：100 kcal = 418 kJ。70 kg 的人以中等速度跑步每公里消耗约 60 kcal，7 km 大致是 420 kcal。
  • 汽油：1 加仑 = 33.7 kWh（EPA 用于电动车对比的等效值）。
  • 天然气：1 therm = 100,000 BTU = 29.3 kWh。

为什么保留这么多单位

不同行业在 SI 统一之前就已经把单位选择固化下来：

  • 电力 用瓦时，因为账单是从电表的瞬时功率累加得来。
  • 美国的供暖与暖通空调 用 BTU，因为行业早于公制，改造成本阻碍了切换。
  • 化学与营养 用卡路里，因为 1 cal 正好让 1 g 水升高 1 ℃；做热力学推理时方便。
  • 粒子物理 用电子伏特，因为对单个粒子而言焦耳太大。

精确 vs 近似

部分换算按定义就是精确的（1 J = 10^7 erg，1 kWh = 3.6 MJ）。另一些是约定值（按 IUPAC 热化学约定，1 cal = 精确 4.184 J）。还有少数是测量常数（电子伏特绑定到基本电荷，自 2019 年 SI 再定义后变为精确值）。换算器尽可能使用约定值。

常见问题

BTU 有多种定义：BTU IT（1,055.06 J）、BTU 59 °F（1,054.80 J）、BTU 平均（1,055.87 J）。差异很小；工具使用 BTU IT，即最常见的国际约定。

1 食物卡路里（kcal）等于在标准压力下把 1 kg 水升高 1 ℃ 所需能量，精确等于 4.184 kJ。美国食品标签用 “calorie” 表示千卡；其他地区用 “kcal” 或 “kJ”。

工具在有定义值的地方使用精确值（焦耳、千瓦时、热化学卡路里），其他位置使用高精度测量值。结果最多计算到 12 位小数，并去除末尾多余的零。

不会。您的数值仅用于完成换算，不会被保存。在分步模式中，数值与单位会随页面链接传递，以便下一步重新计算结果。

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