تبدیل kWh به cal کیلووات‌ساعت ↔ کالری (ترموشیمیایی) رایگان آنلاین امن

کیلووات-ساعت به کالری: گرمایش برقی در آزمایشگاه فیزیک

فیزیک مدرسه و دانشگاه گرما را با کالری می‌سنجد، چون کالری به‌عنوان گرمایی تعریف شد که یک گرم آب را یک درجه گرم می‌کند. در مقابل، بهای بخاری‌های برقی به کیلووات-ساعت پرداخت می‌شود. دانش‌آموزی که یک گرم‌کن غوطه‌ور را روشن می‌کند و می‌خواهد انرژی برقی مصرف‌شده را با گرمای دریافتی آب مقایسه کند، باید میان این دو ترجمه کند. برای تبدیل kWh به cal در 860,421 ضرب کنید: 1 kWh برابر 860,421 کالری است، 0.5 kWh برابر 430,210 و 0.01 kWh برابر 8,604. ماشین‌حساب بالا همزمان با تایپ شما ضرب می‌کند و بخش‌های زیر نشان می‌دهند این عددها در گرماسنجی، ترمودینامیک و چند بررسی خانگی چه معنایی دارند.

این صفحه قاعده را همراه با مثال‌های حل‌شده، معرفی هر واحد، یک مقایسه و مجموعهٔ بلندی از موردهای آزمایشگاهی و عملی می‌دهد و پس از آن لغزش‌های رایج را. محاسبه در مرورگر شما انجام می‌شود و چیزی که تایپ می‌کنید جایی فرستاده نمی‌شود. آزمایش با برق شهر را فقط باید زیر نظارت و با تجهیزات مناسب انجام داد.

چگونه kWh را به cal تبدیل کنیم: در 860,421 ضرب کنید

قاعده

یک کالری ترموشیمیایی دقیقاً 4.184 ژول است و یک kWh دقیقاً 3,600,000 ژول، پس یک kWh شامل 860,420.65 کالری است. برای تبدیل kWh به cal، kWh را در 860,421 ضرب کنید: 0.1 kWh می‌شود 86,042 کالری، 2 kWh می‌شود 1,720,841 و 25 kWh می‌شود 21,510,516. برای بازگشت، کالری‌ها را بر 860,421 تقسیم کنید.

کالری، کیلوکالری و Calorie

این صفحه از کالری کوچک با نماد cal استفاده می‌کند. کیلوکالری هزار تا از آن‌هاست و Calorie غذایی با C بزرگ یک کیلوکالری است. اگر کیلوکالری می‌خواهید، نتیجه را بر 1,000 تقسیم کنید: 1 kWh برابر 860.4 kcal است و 3 kWh برابر 2,581 kcal.

مثال‌های حل‌شده

لامپ 100 واتی که یک ساعت روشن بماند 0.1 kWh مصرف کرده است، یعنی 86,042 کالری. گرم‌کن غوطه‌ور آزمایشگاهی 500 W که 10 دقیقه کار کند 0.0833 kWh می‌رساند، یعنی 71,702 کالری. باتری لپ‌تاپ 60 Wh برابر 51,625 کالری ذخیره می‌کند.

یک آزمون سریع درستی

نتیجه به کالری بیش از 800,000 برابر عدد kWh است. اگر یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» عددی کوچک‌تر از عدد آغازین داد، تقسیم کرده‌اید به جای ضرب.

کیلووات-ساعت

واحد روی کنتور

کیلووات-ساعت انرژی‌ای است که باری یک‌کیلوواتی در یک ساعت مصرف می‌کند، دقیقاً 3.6 مگاژول. برق به همین شکل فروخته می‌شود و بسته‌های باتری به همین شکل رده‌بندی می‌شوند.

کجا دیده می‌شود

قبض‌ها، کنتورها، برچسب لوازم خانگی و ظرفیت باتری‌ها.

کالری

واحد گرمای کلاس درس

کالری ترموشیمیایی 4.184 ژول تعریف شده است، نزدیک به گرمای لازم برای گرم کردن یک گرم آب به اندازهٔ یک درجهٔ سلسیوس. کتاب‌های درسی قدیمی‌تر، جدول‌های داده‌های شیمی و راهنمای گرماسنج‌ها هنوز آن را به کار می‌برند، اغلب کنار کیلوکالری.

کجا دیده می‌شود

آموزش فیزیک و شیمی، گرماسنجی و جدول‌های قدیمی‌تر گرما.

kWh در برابر کالری

یک kWh برابر 860,421 کالری است، پس عددی به کالری در کنار همان انرژی به kWh عظیم است. به کیلوکالری ضریب 860.4 است. یک‌دهم kWh برابر 86,042 کالری است و یک‌چهارم kWh برابر 215,105. هر دو همان انرژی را می‌سنجند؛ فقط اندازهٔ واحد فرق دارد.

تبدیل دقیق است. رایج‌ترین دام مخلوط کردن کالری با کیلوکالری است که نتیجه را هزار برابر عوض می‌کند.

تبدیل در کجا ظاهر می‌شود

گرماسنجی برقی

در آزمایش استاندارد مدرسه، گرم‌کن جرم معلومی از آب را گرم می‌کند و کنتور انرژی برقی را ثبت می‌کند. گرم‌کن 12 V و 3 A که 300 ثانیه کار کند 10,800 ژول می‌رساند، یعنی 2,581 کالری یا 0.003 kWh. اگر 200 g آب 11 °C گرم شود، 2,200 کالری می‌گیرد، پس حدود 85 درصد انرژی برقی به آب رسیده است. یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» قرائت کنتور را روی همان مقیاس دماسنج می‌گذارد.

گرم کردن کتری با اندازه‌گیری

کتری 2.2 kW که برای گرم کردن یک لیتر آب از 20 به 100 °C مدت 3 دقیقه و 45 ثانیه وقت می‌گیرد 0.1375 kWh مصرف می‌کند، یعنی 118,308 کالری. آب 80,000 کالری گرفت، پس کتری در این آزمون حدود 68 درصد بازده دارد و بقیه به بدنهٔ کتری و هوا رفت.

گرمای ویژه به زبان برق

گرم کردن 1 kg مس به اندازهٔ 100 K به 9,200 کالری می‌رسد، یعنی 0.0107 kWh. همین برای آب 100,000 کالری می‌برد، یعنی 0.116 kWh، که نشان می‌دهد چرا آب در مقایسه با فلزها این‌قدر گرما ذخیره می‌کند.

ژول و هم‌ارز مکانیکی

در دههٔ 1840 جیمز پرسکات ژول آب را با پره‌ای که وزنه‌های در حال سقوط می‌گرداندند هم می‌زد و افزایش ناچیز دما را می‌سنجید. نتایج او میان 4.1 و 4.2 ژول به ازای هر کالری بود. رویهٔ مدرن مقدار را روی 4.184 ثابت می‌کند، پس یک kWh شامل 860,421 کالری است. پس یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» بر یک تعریف استوار است و نه بر یک آزمایش.

ظرفیت گرمایی بدن انسان

بزرگسالی 70 kg گرمای ویژه‌ای حدود 0.83 cal/g·°C دارد، پس بالا بردن بدن به اندازهٔ یک درجه 58,100 کالری می‌برد، یعنی 0.0675 kWh. بدن این کار را در تب با سوزاندن سوخت می‌کند و نه با کشیدن توان از پریز. عدد کوچک kWh نشان می‌دهد تب واقعاً چه انرژی اندکی را در بر می‌گیرد.

هوا و انرژی گرم کردن آن

هوا با 1.2 kg/m³ گرمای ویژهٔ 0.24 cal/g·°C دارد، پس یک متر مکعب به ازای هر درجه 288 کالری لازم دارد. پس یک kWh نزدیک 3,000 متر مکعب هوا را یک درجه گرم می‌کند. اتاق معمولی 60 m³ که 10 درجه گرم شود فقط 0.2 kWh در خود هوا می‌برد و بقیهٔ کار بخاری صرف دیوارها و مبلمان می‌شود.

ذخیرهٔ گرما در مصالح ساختمانی

دیوار بتنی 10 m² و ضخامت 20 cm حدود 4,800 kg وزن دارد و گرمای ویژهٔ 0.21 cal/g·°C، پس به ازای هر درجه 1,008 kcal ذخیره می‌کند. نوسان 5 درجه‌ای 5,040 kcal، یعنی 5.9 kWh، ذخیره می‌کند. این همان جرم گرمایی است که تغییرهای روزانهٔ دما را هموار می‌کند.

ذوب یک فلز

ذوب 1 kg آلومینیوم از 20 تا 660 °C برای گرم کردن 137,600 کالری می‌خواهد به‌اضافهٔ 94,900 برای ذوب، حدود 232,500 کالری، یعنی 0.27 kWh، در حالت ایده‌آل. کوره‌های واقعی به دلیل اتلاف دو یا سه برابر آن لازم دارند. یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» کران پایینی می‌دهد که هیچ کوره‌ای از آن بهتر نمی‌شود.

گرماسنج بمبی

گرماسنج بمبی نمونه‌ای را در اکسیژن می‌سوزاند. یک گرم اسید بنزوئیک، که استاندارد است، 6,318 کالری آزاد می‌کند، یعنی 0.00734 kWh. همین نمونه برای کالیبره کردن دستگاه سوزانده می‌شود و نتیجه به کالری بر گرم یا ژول گفته می‌شود.

هیدروژن به کالری

هیدروژن بر پایهٔ ارزش حرارتی پایین حدود 120 kJ در هر گرم آزاد می‌کند، که 28,700 کالری است، یعنی 0.033 kWh. پس یک kWh هیدروژن 30 g وزن دارد. جدول‌های شیمی چنین عددهایی را به کالری بر گرم یا کیلوکالری بر مول می‌دهند و یک «تبدیل kWh به cal» سریع آن‌ها را به مقیاس مهندسی توان می‌برد.

قاعدهٔ دولون-پتی

در 1819 دولون و پتی دریافتند بسیاری از عنصرهای جامد برای گرم کردن یک مول به اندازهٔ یک درجه حدود 6 کالری لازم دارند. نظریهٔ مدرن 3R می‌دهد، که 5.96 cal/mol·K است. برای مس، 63.5 g در 0.092 می‌شود 5.84. گرم کردن یک مول از هر چنین عنصری به اندازهٔ 100 K حدود 596 کالری می‌برد، یعنی 0.0007 kWh.

جرم گرمایی یک قالب فولاد

یک تن فولاد با 0.107 cal/g·°C برای گرم شدن به اندازهٔ 100 درجه به 10.7 میلیون کالری نیاز دارد. این 12.4 kWh است. کارگاه آهنگری یا کورهٔ عملیات حرارتی که آن را به 800 درجه برساند فقط در خود فلز حدود 97 kWh لازم دارد، پیش از اتلاف دیوارهٔ کوره و اگزوز.

فوت-پوند و کالری

مهندس ممکن است انرژی را به فوت-پوند-نیرو ببیند. یک kWh برابر 2.655 میلیون ft·lbf است و یک کالری برابر 3.086 ft·lbf. بلند کردن وزنهٔ یک‌پوندی به اندازهٔ 778 فوت حدود 252 کالری می‌برد. هم‌ارز مکانیکی کلاسیک گرما همین ایده است که با واحدهای قدیمی‌تر بیان شده.

میان‌بر ذهنی

برای تبدیل ذهنی kWh به cal، kWh را برای کیلوکالری در 860 ضرب کنید: 3 kWh × 860 = 2,580 kcal، در برابر 2,581 دقیق. لغزش زیر 0.05 درصد است. برای کالری کوچک سه صفر به عدد کیلوکالری بیفزایید.

سه کالری متفاوت

کالری ترموشیمیایی 4.184 J است. کالری جدول بین‌المللی 4.1868 J است و کالری 15 درجه‌ای حدود 4.1855 J. یک kWh شامل 860,421 کالری ترموشیمیایی، 859,845 کالری جدول بین‌المللی و 860,112 کالری پانزده درجه‌ای است. اختلاف 0.07 درصدی در کار کلاس درس دیده نمی‌شود.

فرمول‌های صفحه‌گسترده

در صفحه‌گسترده kWh را در ستون A نگه دارید و در ستون B برای کالری =A2*860420.65 یا برای کیلوکالری =A2*860.42065 را به کار ببرید. برای جهت مخالف =B2/860420.65 را به کار ببرید. ستونی که kWh را در 3.6 ضرب می‌کند MJ را می‌دهد و بررسی متقابل سریعی فراهم می‌کند.

گرد کردن در گزارش‌های آزمایشگاهی

کنتور انرژی kWh را تا سه یا چهار رقم نشان می‌دهد و دماسنج دما را تا یک‌دهم درجه. کالری‌ها را با همان تعداد رقم گزارش کنید. 0.0833 kWh برابر 71,700 کالری است، نه 71,702 یا 71,702.4. رقم‌های اضافه قلم قرمز مصحح را دعوت می‌کنند.

نقاط مرجعی که باید به خاطر سپرد

1 kWh برابر 860.4 kcal است. یک‌دهم kWh برابر 86 kcal است. 10 kWh برابر 8,604 kcal است. 100 kWh برابر 86 Mcal است. یک MWh برابر 860 Mcal است، یعنی 0.86 Gcal. در کالری کوچک به هر یک سه صفر بیفزایید. با این نقاط مرجع بیشتر کارهای ذهنی تبدیل kWh به cal ممکن است.

نردبان مرجع

0.005 kWh: 4,302 cal. 0.02 kWh: 17,208 cal. 0.075 kWh: 64,532 cal. 0.4 kWh: 344,168 cal. 1.5 kWh: 1,290,631 cal. 6 kWh: 5,162,524 cal. 12 kWh: 10,325,048 cal. جدولی مانند این آزمودن هر خروجی ماشین‌حساب را سریع می‌کند.

بررسی با برگرداندن

برای بررسی نتیجهٔ یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal»، پاسخ را بر 860,421 تقسیم کنید. اگر 0.4 kWh شد 344,168 cal، آن‌گاه 344,168 / 860,421 = 0.4. آزمون دوم دربارهٔ اندازه است: عدد کالری باید شش رقم بیشتر از عدد kWh داشته باشد.

پیوند با MJ و BTU

یک kWh برابر 3.6 MJ، 860.4 kcal و 3,412 BTU است. یک BTU برابر 252 کالری است. پس 10,000 BTU برابر 2.52 میلیون کالری است، یعنی 2.93 kWh. هر سه واحد همان گرما را توصیف می‌کنند و یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» فقط یک برچسب را با دیگری عوض می‌کند.

یک مثال حل‌شده

کلاسی 400 g آب را از 18 تا 58 °C با گرم‌کن 150 W گرم می‌کند. آب 400 × 40 = 16,000 کالری می‌گیرد. بدون اتلاف گرم‌کن 150 W برای رساندن آن به 446 ثانیه نیاز دارد، اما کلاس آن را 560 ثانیه روشن نگه می‌دارد. ورودی برقی آن‌ها 0.0233 kWh است، یعنی 20,076 کالری، پس بازده 80 درصد است.

دو راه به یک پاسخ

می‌توانید با 860,421 مستقیم از kWh به کالری برسید، یا از راه ژول: 3.6 میلیون ضرب در 1 / 4.184. برای کیلوکالری از مسیر MJ با 3.6 × 239.006 = 860.4 بروید. اگر دو راه نخواندند، رقمی اشتباه کپی شده است.

آب به‌عنوان مخزن گرمایی

یک کیلووات-ساعت 860 kg آب را یک درجه گرم می‌کند. ده kWh یک متر مکعب را 8.6 درجه گرم می‌کند و 1.16 kWh آن را یک درجه. مخزن آب گرم 200 لیتری که 40 درجه گرم شود 8,000 kcal ذخیره می‌کند، یعنی 9.3 kWh، و برای همین چنین مخزن‌هایی مانند باتری گرمایی عمل می‌کنند.

گرمای ویژهٔ مواد رایج

به کالری بر گرم بر درجه: آب 1.00، اتانول 0.58، یخ 0.50، بخار 0.48، هوا 0.24، آلومینیوم 0.215، بتن 0.21، آهن 0.107، مس 0.092، جیوه 0.033 و سرب 0.031. هرچه عدد کمتر باشد، برای بالا بردن یک کیلوگرم به اندازهٔ یک درجه برق کمتری لازم است. عدد را در جرم و افزایش دما ضرب کنید تا کالری به دست آید، سپس برای kWh بر 860,421 تقسیم کنید.

ذوب و جوش

ذوب یک گرم یخ 79.7 کالری می‌برد و جوشاندن یک گرم آب 539 کالری. پس 1 kg یخ برای ذوب 79,700 کالری می‌خواهد، یعنی 0.0926 kWh، و 1 kg آب در حال جوش برای تبخیر 539,400 کالری، یعنی 0.627 kWh. یک kWh تنها 10.8 kg یخ را ذوب می‌کند یا 1.6 kg آب را بخار می‌کند.

گرماسنج یخ

در 1782 و 1783 لاووازیه و لاپلاس گرما را با مقدار یخی که ذوب می‌کرد اندازه گرفتند. اگر واکنشی 50 g یخ را ذوب کند، 3,985 کالری آزاد کرده است، حدود 0.0046 kWh. این روش کند است و جای خود را به حسگرهای الکترونیکی داده، اما ایدهٔ سنجش گرما با اثر آن بر آب یا یخ در هر گرماسنجی زنده است.

مخلوط کردن آب گرم و سرد

200 g آب 80 °C را با 300 g آب 20 °C مخلوط کنید تا نتیجه روی 44 °C بنشیند. آب گرم 7,200 کالری، یعنی 0.0084 kWh، از دست داد و آب سرد آن را گرفت. چنین تمرین‌هایی پایستگی انرژی را می‌آموزند و یک محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» آن‌ها را به بخاری‌های برقی پیوند می‌دهد.

هم‌ارز آبی یک گرماسنج

ظرف گرماسنج هم گرما جذب می‌کند. فنجان برنجی 100 g با 0.092 cal/g·°C مثل 9.2 g آب رفتار می‌کند. دانش‌آموزان پیش از حساب کردن گرما این را به جرم آب می‌افزایند. برای افزایش 10 K این 92 کالری می‌شود، یعنی 0.0001 kWh، به kWh ناچیز اما وقتی 200 g آب به کار رود حدود 4 درصد نتیجه است.

گرمایش ژولی در مقاومت

مقاومت 100 اهمی که 2 آمپر از آن بگذرد 400 W تلف می‌کند. در یک دقیقه 24,000 ژول آزاد می‌کند، یعنی 5,736 کالری یا 0.00667 kWh. چون همه به گرما تبدیل می‌شود، این ساده‌ترین منبع گرماسنجی است و انرژی برقی به kWh برابر است با گرما به کالری تقسیم بر 860,421.

مقدارهای بیشتر برای تبدیل kWh به cal

فهرست بلندتری از تبدیل‌ها

اگر مقدار موردنیاز شما در فهرست اول نیست، این تبدیل‌های بیشتر شاید به اندازهٔ کافی نزدیک باشند که مستقیم بخوانید:

• 0.1 kWh = 86,042.1 cal
• 0.5 kWh = 430,210 cal
• 3 kWh = 2,581,262 cal
• 4 kWh = 3,441,683 cal
• 7 kWh = 6,022,945 cal
• 15 kWh = 12,906,310 cal
• 20 kWh = 17,208,413 cal
• 75 kWh = 64,531,549 cal
• 200 kWh = 172,084,130 cal
• 500 kWh = 430,210,325 cal
• 2,000 kWh = 1,720,841,300 cal
• 10,000 kWh = 8,604,206,501 cal

لغزش‌های رایج در محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal»

کالری یا کیلوکالری

ضریب 860 برای کیلوکالری است و 860,421 برای کالری‌های کوچک. برچسبی که روی کولر گازی «2,500 calories» می‌گوید تقریباً همیشه کیلوکالری در ساعت را در نظر دارد.

توان و انرژی

بخاری 1 kW در هر ساعت 860 kcal آزاد می‌کند، اما بخاری‌ای که یک ساعت کار کرده 1 kWh مصرف کرده است. آهنگ بر حسب kcal/h توان است؛ مقدار بر حسب kcal انرژی است.

فرض اینکه همهٔ انرژی به نمونه می‌رسد

بخاری برقی انرژی‌اش را به شکل گرما می‌دهد، اما نمونه فقط سهمی از آن را می‌گیرد. عدد kWh روی کنتور همیشه بزرگ‌تر از کالری‌هایی است که آب گرفته، و نسبت آن‌ها بازده است.

پاسخ‌های کوتاه

چگونه kWh را به cal تبدیل کنم؟

kWh را برای کالری در 860,421 و برای کیلوکالری در 860.4 ضرب کنید.

در 1 kWh چند کالری است؟

860,421 کالری، یعنی 860.4 kcal.

در 3 kWh چند kcal است؟

2,581 kcal.

1,000 kcal چند kWh است؟

1.162 kWh.

آیا عدد من از دستگاهم بیرون می‌رود؟

نه، محاسبه در مرورگر شما انجام می‌شود.

صفحه‌های بیشتر و جمع‌بندی

برای تبدیل‌های دیگر انرژی ببینید تبدیل kWh به J، تبدیل kWh به BTU، تبدیل J به cal، تبدیل cal به J، تبدیل km به mi، تبدیل mi به km، تبدیل °C به °F، تبدیل °F به °C، تبدیل MPG (US) به MPG (UK). برای جهت مخالف ببینید تبدیل cal به kWh.

خلاصه اینکه محاسبهٔ «تبدیل kWh به cal» یعنی یک ضرب در 860,421 و یک واحد نوشته‌شده کنار نتیجه. عدد شما محلی محاسبه می‌شود، بدون حساب کاربری و بدون بارگذاری.