الوحدات المتاحة لـ الطاقة
- تحويلات جول
الجول هو الوحدة الأساسية للطاقة في النظام الدولي للوحدات. وهي الوحدة القياسية للشغل والحرارة والطاقة الكهربائية في الفيزياء والهندسة والقياس العلمي في جميع أنحاء العالم.
- تحويلات كيلوجول
الكيلوجول هي وحدة طاقة تساوي 1000 جول. ويشيع استخدامه في التغذية للتعبير عن محتوى الطاقة في الغذاء، وكذلك في الديناميكا الحرارية والهندسة الميكانيكية.
- تحويلات كيلوواط-ساعة
كيلووات ساعة هي وحدة طاقة تساوي 1000 واط ساعة. إنها وحدة الفوترة القياسية التي يستخدمها مزودو الكهرباء في جميع أنحاء العالم لقياس استهلاك الطاقة المنزلي والتجاري.
- تحويلات سعرة حرارية (حرارية كيميائية)
السعرات الحرارية الكيميائية الحرارية هي وحدة طاقة تساوي حوالي 4.184 جول. يُستخدم في الكيمياء والفيزياء للتعبير عن كميات صغيرة من الحرارة، وخاصة في التجارب الكيميائية الحرارية.
- تحويلات كيلو سعرة حرارية
الكيلو سعر حراري، يُكتب كالوري بحرف C الكبير في سياقات التغذية، هو وحدة طاقة تساوي 1000 سعر حراري كيميائي. وهي الوحدة القياسية المستخدمة للتعبير عن محتوى الطاقة في الغذاء الموجود على ملصقات التغذية عالميًا.
- تحويلات واط-ساعة
الواط ساعة هي وحدة طاقة تساوي قوة واط واحد مستدامة لمدة ساعة واحدة. يُستخدم لقياس كميات صغيرة من استهلاك الطاقة الكهربائية، وخاصة في قدرات البطاريات والإلكترونيات المحمولة.
- تحويلات ميغاجول
الميجاجول هي وحدة طاقة تساوي مليون جول. يُستخدم في حسابات الطاقة الصناعية، وتقديرات العائد المتفجر، والأنظمة الديناميكية الحرارية واسعة النطاق.
- تحويلات إلكترون فولت
الإلكترون فولت هو وحدة طاقة تساوي الشغل المبذول على الإلكترون بفارق جهد قدره فولت واحد، أي ما يقرب من 1.602×10⁻¹⁹ جول. يُستخدم في الفيزياء الذرية، وفيزياء الجسيمات، وميكانيكا الكم.
- تحويلات وحدة حرارية بريطانية
الوحدة الحرارية البريطانية (BTU) هي وحدة طاقة تُعرف بأنها الحرارة اللازمة لرفع رطل واحد من الماء بدرجة فهرنهايت واحدة. يُستخدم في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وتقييمات معدات التدفئة والتبريد، وفواتير الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة.
- تحويلات ثيرم (أمريكي)
الحرارة الأمريكية هي وحدة طاقة تساوي 100000 وحدة حرارية بريطانية. يُستخدم من قبل شركات مرافق الغاز في الولايات المتحدة كوحدة الفوترة القياسية لاستهلاك الغاز الطبيعي.
افتراض: calorie تعني السعر الحراري الكيميائي الحراري وtherm يشير إلى therm الأمريكي.
مصفوفة التحويل الكاملة لـ الطاقة
| الوحدة | المعادل بـ جول | J | kJ | kWh | cal | kcal | Wh | MJ | eV | BTU | therm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| جول | 1 J | 1 | 0.001 | 2.777778e-07 | 0.23900574 | 0.00023901 | 0.00027778 | 0.000001 | 6.241509e+18 | 0.00094782 | 9.480434e-09 |
| كيلوجول | 1,000 J | 1,000 | 1 | 0.00027778 | 239.00573614 | 0.23900574 | 0.27777778 | 0.001 | 6.241509e+21 | 0.94781712 | 0.00000948 |
| كيلوواط-ساعة | 3,600,000 J | 3,600,000 | 3,600 | 1 | 860,420.6500956 | 860.4206501 | 1,000 | 3.6 | 2.246943e+25 | 3,412.14163313 | 0.03412956 |
| سعرة حرارية (حرارية كيميائية) | 4.184 J | 4.184 | 0.004184 | 0.00000116 | 1 | 0.001 | 0.00116222 | 0.00000418 | 2.611447e+19 | 0.00396567 | 3.966614e-08 |
| كيلو سعرة حرارية | 4,184 J | 4,184 | 4.184 | 0.00116222 | 1,000 | 1 | 1.16222222 | 0.004184 | 2.611447e+22 | 3.96566683 | 0.00003967 |
| واط-ساعة | 3,600 J | 3,600 | 3.6 | 0.001 | 860.4206501 | 0.86042065 | 1 | 0.0036 | 2.246943e+22 | 3.41214163 | 0.00003413 |
| ميغاجول | 1,000,000 J | 1,000,000 | 1,000 | 0.27777778 | 239,005.73613767 | 239.00573614 | 277.77777778 | 1 | 6.241509e+24 | 947.81712031 | 0.00948043 |
| إلكترون فولت | 1.602177e-19 J | 1.602177e-19 | 1.602177e-22 | 4.450491e-26 | 3.829294e-20 | 3.829294e-23 | 4.450491e-23 | 1.602177e-25 | 1 | 1.518570e-22 | 1.518933e-27 |
| وحدة حرارية بريطانية | 1,055.05585262 J | 1,055.05585262 | 1.05505585 | 0.00029307 | 252.16440072 | 0.2521644 | 0.29307107 | 0.00105506 | 6.585141e+21 | 1 | 0.00001 |
| ثيرم (أمريكي) | 105,480,400 J | 105,480,400 | 105,480.4 | 29.30011111 | 25,210,420.6500956 | 25,210.4206501 | 29,300.11111111 | 105.4804 | 6.583569e+26 | 99,976.1289775 | 1 |
حول الطاقة
وحدات الطاقة والشغل
الاستخدامات الفعلية
تظهر وحدات الطاقة في فواتير الكهرباء (كيلوواط ساعة)، وملصقات الأغذية (كيلوكالوري أو كيلوجول)، ومواصفات الوقود (وحدة حرارية بريطانية)، وأبحاث الفيزياء (إلكترون فولت). تُفوتر شركات الكهرباء عملاءها السكنيين بالكيلوواط ساعة المستهلك. يُقدّر اختصاصيو التغذية الاستهلاك الغذائي بالسعرات الحرارية (كيلوكالوري)، في حين يقيس الفيزيائيون تفاعلات الجسيمات بوحدة الإلكترون فولت. يُتداول الغاز الطبيعي بوحدتَي ثيرم أو غيغاجول.
التاريخ
أرسى جيمس بريسكوت جول في أربعينيات القرن التاسع عشر مفهوم المكافئ الميكانيكي للحرارة، مثبتًا إمكانية التحويل المتبادل بين الشغل والحرارة. عرّف نيكولا كليمان الكالوري عام 1824م بأنها الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء بمقدار درجة مئوية واحدة. أما الوحدة الحرارية البريطانية فنشأت من تجارب كيلوريمترية مماثلة في النظام الإمبراطوري. وأصبح الجول وحدةَ الطاقة في النظام الدولي عام 1960م.
الأخطاء الشائعة
أكثر الالتباسات شيوعًا هو الخلط بين الكالوري والكيلوكالوري (السعر الحراري): تُوضع في ملصقات الأغذية "كالوري" بحرف C كبير، وكل واحدة تساوي 1,000 كالوري علمية. كذلك يخلط الناس بين الكيلوواط ساعة (طاقة) والكيلوواط (قدرة)، معاملَين إياهما كأنهما مترادفان. ومن الأخطاء أيضًا مساواة قيم BTU بين أنواع الوقود المختلفة دون مراعاة كفاءة الاحتراق.
معايير القياس
الجول هو وحدة الطاقة المشتقة في النظام الدولي، معرَّفًا بأنه كيلوغرام × متر مربع ÷ ثانية مربعة (kg·m²/s²). وتُقبل وحدة الكيلوواط ساعة المساوية لـ3.6 ميغاجول بالضبط من قِبل الهيئة الدولية للأوزان والمقاييس للاستخدام مع النظام الدولي في قياس الكهرباء عمليًا.
هل تعلم؟
يُطلق البرق الواحد ما بين 1 و5 غيغاجول من الطاقة، غير أن جزءًا ضئيلًا منها يصل إلى الأرض على هيئة تيار كهربائي. فمعظم الطاقة تتبدد في صورة ضوء وحرارة وموجة صدمة الرعد.
القيم الشائعة
| جول | كيلوجول | |
|---|---|---|
| سعرة غذائية (1 كيلوكالوري) | 4,184 جول | 4.184 كيلوجول |
| بطارية AA | 9,360 جول | 9.36 كيلوجول |
| غلي إبريق الماء | 420,000 جول | 420 كيلوجول |
| النظام الغذائي اليومي (2000 كيلوكالوري) | 8,368,000 جول | 8,368 كيلوجول |
| غالون من البنزين | 131,760,000 جول | 131,760 كيلوجول |