能量單位換算
在焦耳、千焦、大卡、瓦時、千瓦時、BTU 與電子伏特之間相互換算,適用於食品熱量計算、電費試算與物理學習。
什麼是能量?
能量是執行功的能力。國際單位制(SI)的基本單位是焦耳(J),定義為以一牛頓的力使物體移動一公尺所做的功。在日常生活中,食品營養、電費計算、工程熱力學和粒子物理學各自使用不同的能量單位。
各單位說明
焦耳(J) — SI 基本單位。一焦耳相當於質量 2 公斤的物體以 1 公尺/秒運動時的動能。一顆 100 瓦的燈泡每秒消耗 100 焦耳。
千焦(kJ) — 等於 1,000 焦耳。常用於物理、化學與營養學。根據歐盟及許多國家的食品標示規範,食品必須同時以 kJ 和 kcal 標示熱量。
大卡(kcal) — 又稱「千卡」或「食物卡路里」,等於 4,184 焦耳。營養標示上寫著「300 大卡」,即 1,254,000 焦耳。一般成年人每日所需熱量約為 1,800 至 2,500 大卡,依活動量而異。衛生福利部建議的每日飲食熱量參考值可供臺灣民眾參考。
瓦時(Wh) — 功率 1 瓦的裝置運行 1 小時所消耗的電能,等於 3,600 焦耳。常用於行動電源和電池的容量標示(一顆 3 號電池約含 3–4 Wh)。
千瓦時(kWh) — 等於 1,000 瓦時或 3,600,000 焦耳,即台灣電費帳單上的「度」。台灣電力公司以「度」(kWh)計費,各級距電費不同。一般家庭冷氣機(約 1,000 至 1,500 瓦)每小時耗電 1 至 1.5 度。
英制熱量單位(BTU) — 使一磅水的溫度升高 1°F 所需的熱量,等於 1,055.06 焦耳(ISO 定義)。主要出現在美規冷氣及暖氣設備的規格表中。
電子伏特(eV) — 一個電子在 1 伏特電位差下加速所獲得的動能,等於 1.602 × 10⁻¹⁹ 焦耳。用於原子物理、粒子物理與半導體電子學。
主要換算表
| 原始單位 | 換算為焦耳 |
|---|---|
| 1 千焦(kJ) | 1,000 J |
| 1 大卡(kcal) | 4,184 J |
| 1 瓦時(Wh) | 3,600 J |
| 1 千瓦時(kWh) | 3,600,000 J |
| 1 BTU | 1,055.06 J |
| 1 電子伏特(eV) | 1.602 × 10⁻¹⁹ J |
如何使用
在任意欄位輸入數值,其他所有單位會自動更新。例如輸入 2,000 kcal(成人每日飲食熱量參考值),即可立刻看到 8,368 千焦、2.324 千瓦時或 7,933 BTU。
常見問題(FAQ)
焦耳和卡路里有什麼不同?
焦耳(J)是國際單位制(SI)的能量單位,定義為以一牛頓的力使物體移動一公尺所做的功。卡路里(cal)是化學領域的傳統單位,代表在標準大氣壓下將一克水的溫度升高 1°C 所需的熱量,相當於 4.184 J。食品標示使用的是「大卡」(kcal),也稱為「千卡」或「食物卡路里」,等於 4,184 J。當營養標示寫著「200 大卡」,即表示 200 kcal。臺灣食品標示同時標示千焦(kJ)與大卡(kcal),以符合國際規範。
什麼時候用千瓦時(kWh),什麼時候用千焦(kJ)?
兩者衡量相同的物理量。千瓦時(kWh)是家用電力消耗的標準單位:1 kWh = 3,600 kJ = 3,600,000 J。電費帳單以千瓦時計費,代表 1 千瓦的用電功率持續使用 1 小時所消耗的電能。臺灣電力公司的計費單位即為「度」(kWh)。千焦(kJ)則較常用於物理、化學及營養學。食品標示上兩種單位通常並列呈現。
什麼是電子伏特?在哪些領域會用到?
電子伏特(eV)是一個電子在經過 1 伏特電位差加速後所獲得的動能,等於 1.602 × 10⁻¹⁹ J,是極為微小的能量單位。電子伏特廣泛應用於原子物理、粒子物理及半導體電子學等領域,用於描述分子或次原子尺度的能量。做個比較:一個化學鍵的能量約為數個電子伏特;歐洲核子研究組織(CERN)大型強子對撞機(LHC)中加速的質子,能量可達數個太電子伏特(TeV,即兆 eV)的量級。
BTU 什麼時候會遇到?
臺灣市面上常以「BTU/hr」標示分離式冷氣的冷房能力。例如「12,000 BTU/hr」的冷房能力約等於 3,516 瓦,相當於常見的「1.5 噸」或「1.5 匹」機型,適用於約 15 至 20 坪的空間。
Disclaimer
換算結果已四捨五入顯示。BTU 換算採用 ISO 定義(1 BTU = 1055.06 J),kcal 換算採用熱化學定義(1 kcal = 4184 J)。