使用方法
- 「数值」默认 1,范围 0 到 1000000000000000000,支持小数;「源单位」默认焦耳,「目标单位」默认卡。改任意一项立刻重算,光标在数值框里按回车同样触发。
- 两个单位下拉各有九个选项:焦耳、千焦、卡、千卡、瓦时、千瓦时、英热单位、电子伏、英尺磅力,全部以焦耳为中间基准。
- 「小数位」默认 8,范围 0 到 12。焦耳到卡是 4.184 的除法,结果是无限小数;瓦时到焦耳是整数倍,3600 和 3600000 都不会出现小数。
- 「批量换算」默认已经写好六行示例,每行一条「数值 + 空格 + 单位」。单位一栏大小写不敏感,1 KCal 与 1 kcal 等价;按 Ctrl+Enter(Mac 上 Cmd+Enter)一次算完,框被清空时点「换算」会自动填回示例。
- 结果区给出「原值 源单位 = 结果 目标单位」,下面是折合焦耳数、单位汇率、口径说明、同一数值展开到九个单位的清单和批量结果,用来核对数量级有没有看错一位。
- 清单下面是一张 12 行倍率表,把当前数值乘 0.25 到 1024 逐个换算,默认 6 行,点「加载更多」展开全部,点「导出 CSV」存成带字节序标记的文件。
- 「交换单位」把源与目标对调,用来反着核一遍;「复制结果」复制整段结论;「复制对照表」复制正文那张能量锚点表,制表符分隔,可直接粘进表格软件。
- 数值为空、为负、超上限、不是数字,小数位不是 0 到 12 的整数,批量行缺空格或单位不在九种之内,都会给出指明行号和原因的具体提示。
这个焦耳转卡换算器能解决什么问题
能量单位最大的坑不在换算本身,而在口径:物理与工程写在焦耳、千焦、瓦时、千瓦时上,食品营养表写在千卡上,而营养表的千卡在包装上又常写作 Calorie。本站这一页的名称「焦耳转卡」,指的就是把焦耳口径的能量折算成卡;本页同时保留千卡、瓦时、英热单位、电子伏等共九种单位,任意两个方向都能算。
第一类是读食品营养表。营养成分表的能量一栏用千卡,1 千卡 = 4184 焦耳。包装上写 200 Calorie,其实就是 200 千卡 = 836800 焦耳;若误当成 200 卡,会少算 1000 倍。中国营养成分表多以千焦标注,这时除以 4.184 就得到千卡。
第二类是估算食物能量密度。1 克脂肪 9 千卡 = 37.656 千焦,1 克碳水与 1 克蛋白质各 4 千卡 = 16.736 千焦,1 克酒精 7 千卡 = 29.288 千焦。100 克薯片按含脂肪 30 克计,仅脂肪一项就贡献 270 千卡 = 1129.68 千焦,用本页可以在千卡与千焦之间直接核对。
第三类是家电与电池。1 千瓦时 = 3600000 焦耳,若全部变成热量是 860.420650096 千卡,相当于 95.6022944551 克脂肪;充电宝标 10000 毫安时 @3.7 伏 = 37 瓦时 = 133.2 千焦,电池的 1 瓦时 = 3600 焦耳。家电与食物的能量单位之间差着六个数量级,必须经过焦耳这个中间量才看得清。
第四类是科学与工程口径。英热单位 1 BTU = 1055.05585262 焦耳 = 252.164400722 卡,英尺磅力 1 ft·lbf = 1.3558179483314003 焦耳 = 0.32404826681 卡,电子伏 1 eV = 1.602176634e-19 焦耳。三者的量纲相同、数值差着十几个到十九个数量级,选错单位是实验数据对不上账最常见的原因。
计算原理与变量说明
九种能量单位各自登记一个「相当于多少焦耳」的因子 F,换算公式只有一行:结果 = x × F[源单位] ÷ F[目标单位]。以焦耳为唯一中间量,十八个换算方向共用同九条系数,正反两个方向自然互为逆运算。
| 单位 | 折算因子(焦耳) | 口径 |
|---|---|---|
| 焦耳 j | 1 | SI 基本单位 |
| 千焦 kj | 1000 | 10³ 焦耳 |
| 卡 cal | 4.184 | 热化学卡,精确定义值 |
| 千卡 kcal | 4184 | 1000 卡,营养学 Calorie |
| 瓦时 wh | 3600 | 1 瓦功率跑 1 小时 |
| 千瓦时 kwh | 3600000 | 1000 瓦时,电能计价单位 |
| 英热单位 btu | 1055.05585262 | IT 制英热单位 |
| 电子伏 ev | 1.602176634e-19 | 2019 年 SI 重新定义后的精确值 |
| 英尺磅力 ftlb | 1.3558179483314003 | 英制功单位 |
1 卡 = 4.184 焦耳是精确定义值,不是测量值。热化学卡按定义取 4.184,所以焦耳与卡之间的进位没有误差,除出来的 0.239005736138 之所以是长小数,只是因为 4.184 不是 10 的整数次幂,而不是定义本身含糊。
大小写差 1000 倍。营养学里的 Calorie(首字母大写,中译「大卡」)其实是千卡:1 千卡 = 4184 焦耳。包装上写 200 Cal 就是 200 千卡 = 836800 焦耳,而 200 卡只有 836.8 焦耳。本页的下拉把「卡」与「千卡」分成两项,批量框里写 KCal 与 kcal 查的是同一条系数,就是为了避免把这 1000 倍看错。
宏观与微观隔着十九个数量级。1 电子伏 = 1.602176634e-19 焦耳,是 2019 年 SI 重新定义后的精确值;反过来 1 焦耳约等于 6.24e18 电子伏。单个分子层面的化学键能在电子伏量级,一度电在千焦耳量级,中间差着 19 个数量级,只有取对数才能在一张图上看清,所以微观物理一律用电子伏、宏观能耗一律用焦耳或千瓦时。
英制与工程口径各有出处。1 BTU(IT) = 1055.05585262 焦耳 = 252.164400722 卡,1 英尺磅力 = 1.3558179483314003 焦耳 = 0.32404826681 卡,两者都保留完整定义值而不是工程近似值;1 千瓦时 = 3600000 焦耳 = 860.420650096 千卡,正好等于 3.6 兆焦,这是电能与热能对账的锚点。
完整示例(数值仅作演示)
打开页面时四个控件的默认值是数值 1、源单位焦耳、目标单位卡、小数位 8,结果是 1 焦耳 = 0.239005736138 卡。把同一数值展开到九个单位:1 焦耳、0.001 千焦、0.239005736138 卡、0.000239005736138 千卡、0.000277777777778 瓦时、2.77777777778e-7 千瓦时、0.000947817120313 英热单位、6.241509e+18 电子伏、0.737562149277 英尺磅力。
换成常用档位核对:1000 焦耳 = 239.005736138 卡 = 1 千焦;4184 焦耳 = 1000 卡 = 4.184 千焦;1000000 焦耳 = 239005.736138 卡 = 1000 千焦。英热单位档:1 BTU = 252.164400722 卡 = 0.252164400722 千卡。
批量框默认六行,目标单位卡:1 J 得 0.239005736138;100 j 得 23.9005736138;1000 J 得 239.005736138;4184 J 得 1000;1 KCal 得 1000;1 BTU 得 252.164400722。前四行覆盖焦耳的四个整数档,后两行演示大小写不敏感与英制单位。
反方向核对:点「交换单位」后以卡为源单位,1 卡 = 4.184 焦耳,1000 卡 = 4184 焦耳。瓦时档:1 瓦时 = 3600 焦耳 = 860.420650096 卡;1 千瓦时 = 3600000 焦耳 = 860.420650096 千卡,相当于 95.6022944551 克脂肪。
焦耳与卡对照表
下表给出焦耳换成卡与千焦的对应值,由 1 卡 = 4.184 焦耳一条定义算出,按 12 位有效数字保留。
| 焦耳(j) | 卡(cal) | 千焦(kj) |
|---|---|---|
| 1 | 0.239005736138 | 0.001 |
| 100 | 23.9005736138 | 0.1 |
| 1000 | 239.005736138 | 1 |
| 4184 | 1000 | 4.184 |
| 10000 | 2390.05736138 | 10 |
| 100000 | 23900.5736138 | 100 |
| 1000000 | 239005.736138 | 1000 |
食物能量表把三大营养素与酒精折成千卡和千焦,营养成分表上的数字可以用这一列核对。
| 成分(每 1 克) | 千卡(kcal) | 千焦(kj) |
|---|---|---|
| 脂肪 | 9 | 37.656 |
| 碳水化合物 | 4 | 16.736 |
| 蛋白质 | 4 | 16.736 |
| 酒精 | 7 | 29.288 |
| 100 克薯片按含脂肪 30 克计 | 270 | 1129.68 |
| 充电宝 10000 毫安时 @3.7 伏 | — | 133.2 |
最后是能量锚点表,用来判断一个陌生数字来自哪一套口径,「复制对照表」按钮复制的就是这张表。
| 单位关系 | 折算结果 |
|---|---|
| 1 卡 cal | 4.184 焦耳 j |
| 1 千卡 kcal | 4184 焦耳 j |
| 1 千焦 kj | 239.005736138 卡 cal |
| 1 千焦 kj | 0.239005736138 千卡 kcal |
| 1 瓦时 wh | 3600 焦耳 j |
| 1 瓦时 wh | 860.420650096 卡 cal |
| 1 千瓦时 kwh | 3600000 焦耳 j |
| 1 千瓦时 kwh | 860.420650096 千卡 kcal |
| 1 千瓦时 kwh | 3.6 兆焦 |
| 1 英热单位 btu | 1055.05585262 焦耳 j |
| 1 英热单位 btu | 252.164400722 卡 cal |
| 1 电子伏 ev | 1.602176634e-19 焦耳 j |
| 1 兆电子伏 MeV | 1.6021766339999998e-13 焦耳 j |
| 1 英尺磅力 ftlb | 1.3558179483314003 焦耳 j |
| 1 英尺磅力 ftlb | 0.32404826681 卡 cal |
读这三张表的方法:第一张看焦耳的十进制档位,每乘 1000 卡数也乘 1000;第二张看食物侧,脂肪的 37.656 千焦是碳水的两倍多;第三张看锚点,其中 4.184、3600、3600000 是唯三的整数定义,电子伏一行的数量级与其余各行完全不同。
结果边界、舍入与适用说明
- 数值框为空时提示「数值不能为空,请填 0 到 1000000000000000000 之间的数字」,不会拿上一次的结果冒充本次输出。
- 数值里带单位符号或千分位逗号时提示该串不是有效数字,请只填阿拉伯数字。
- 数值为负时提示能量没有负值,请填 0 或更大的数;超过 1000000000000000000 时提示改小或换更大的单位。
- 小数位留空、写成小数或超出 0 到 12 时分别给出对应提示,不自动取整也不套默认值。
- 批量行每行只认「数值 空格 单位」两段,写成 4184J 或一行两数都会指出行号和原因;单位先转小写再查表,KCal、kcal 等价,拼错成 kca 会报「单位不在九种能量单位内」。
- 小于一亿亿分之一或大于等于 1e16 的结果自动改用科学计数法,例如 1 焦耳 = 6.241509e+18 电子伏,避免一长串零把表格撑破。
- 本页采用热化学卡口径:1 卡 = 4.184 焦耳。历史上卡还有别的定义值,选错定义会让结果差在末几位上;本页不做多卡制切换,只用这一个精确定义。
- 页面不联网、不写本地存储,数值与批量内容只用于本次计算。
常见问题
1 卡为什么等于 4.184 焦耳,这个数是怎么来的?
热化学卡的定义值就是 4.184,属于精确定义而非测量值,所以这个进位没有误差。焦耳与卡之间之所以出现 0.239005736138 这样的长小数,只是因为 4.184 不是 10 的整数次幂,除不尽而已。
包装上的 Calorie 和「大卡」是一回事吗?
是一回事。营养学里的 Calorie 其实就是千卡:1 千卡 = 4184 焦耳。包装写 200 Cal 就是 200 千卡 = 836800 焦耳,比 200 卡大 1000 倍,看错大小写是最常见的误读。
1 千瓦时等于多少卡,相当于多少食物能量?
1 千瓦时 = 3600000 焦耳,除以 4.184 约得 860421 卡,也就是 860.420650096 千卡,相当于 95.6022944551 克脂肪。反过来一度电若全部变成热量,大致是这么多。
电子伏为什么那么小,用来做什么?
1 电子伏 = 1.602176634e-19 焦耳,是 2019 年 SI 重新定义后的精确值,描述单个电子经过 1 伏电势差获得的能量。化学键、能级跃迁都在这个量级,而日常能耗在千焦耳量级,两者隔着 19 个数量级。
英热单位和卡怎么互算?
1 BTU(IT) = 1055.05585262 焦耳 = 252.164400722 卡 = 0.252164400722 千卡。本页按 IT 制的完整定义值折算,不取工程近似值。
英尺磅力是什么单位?
1 英尺磅力 = 1.3558179483314003 焦耳 = 0.32404826681 卡,是英制的功与能量单位,由 1 磅力作用点移动 1 英尺定义,常见于老式英制机械数据。
批量框里写 1 KCal 为什么能识别?
单位一栏先转成小写再查表,KCal、kcal、KCAL 查的是同一条系数。但数值与单位之间必须留一个空格,写成 1KCal 会报「每行只能写一个数值和一个单位」。
输入的数据会上传到服务器吗?
不会。数值、单位和批量内容只在本页的 JavaScript 里参与乘除,没有发起任何网络请求,刷新页面后输入即恢复默认值。