Конвертировать kWh в cal киловатт-час ↔ калория (термохимическая) Бесплатно Онлайн Безопасно

Киловатт-часы в калории: электрический нагрев в физической лаборатории

Школьная и университетская физика измеряют тепло в калориях, потому что калория была определена как тепло, нагревающее один грамм воды на один градус. Электрические нагреватели, напротив, оплачивают в киловатт-часах. Студенту, который питает погружной нагреватель и хочет сравнить израсходованную электрическую энергию с теплом, полученным водой, нужно переводить между ними. Чтобы конвертировать kWh в cal, умножьте на 860 421: 1 kWh — это 860 421 калория, 0,5 kWh — 430 210, а 0,01 kWh — 8 604. Калькулятор выше умножает по мере ввода, а разделы ниже показывают, что эти цифры значат в калориметрии, термодинамике и нескольких бытовых проверках.

Страница даёт правило с разобранными примерами, портрет каждой единицы, сравнение и длинный ряд лабораторных и практических случаев, а затем обычные промахи. Расчёт выполняется в вашем браузере, и ничто из введённого вами никуда не отправляется. Опыты с сетевым электричеством следует проводить только под наблюдением и с надлежащим оборудованием.

Как конвертировать kWh в cal: умножьте на 860 421

Правило

Одна термохимическая калория — это ровно 4,184 джоуля, а один kWh — ровно 3 600 000 джоулей, так что в kWh содержится 860 420,65 калории. Чтобы конвертировать kWh в cal, умножьте kWh на 860 421: 0,1 kWh дают 86 042 калории, 2 kWh дают 1 720 841, а 25 kWh дают 21 510 516. Чтобы вернуться назад, разделите калории на 860 421.

Калории, килокалории и Калории

Эта страница использует малую калорию, обозначение cal. Килокалория — это тысяча таких, а пищевая Калория с заглавной буквы — килокалория. Если вам нужны килокалории, разделите результат на 1 000: 1 kWh — это 860,4 kcal, а 3 kWh — 2 581 kcal.

Разобранные примеры

Лампа на 100 ватт, горящая час, израсходовала 0,1 kWh, то есть 86 042 калории. Лабораторный погружной нагреватель на 500 W, работающий 10 минут, отдаёт 0,0833 kWh, 71 702 калории. Аккумулятор ноутбука на 60 Wh хранит 51 625 калорий.

Быстрая проверка на здравый смысл

Результат в калориях более чем в 800 000 раз больше числа kWh. Если расчёт «конвертировать kWh в cal» дал число меньше исходного, вы делили вместо умножения.

Киловатт-час

Единица на счётчике

Киловатт-час — это энергия, которую нагрузка в один киловатт расходует за один час, ровно 3,6 мегаджоуля. Так продают электричество и так оценивают аккумуляторные батареи.

Где он встречается

Счета, счётчики, маркировка приборов и ёмкость аккумуляторов.

Калория

Школьная единица тепла

Термохимическая калория определена как 4,184 джоуля, что близко к теплу, необходимому для нагрева одного грамма воды на один градус Цельсия. Старые учебники, таблицы данных по химии и руководства по калориметрам по-прежнему используют её, часто рядом с килокалорией.

Где она встречается

Преподавание физики и химии, калориметрия и старые таблицы тепла.

kWh против калорий

Один kWh равен 860 421 калории, так что число в калориях огромно рядом с той же энергией в kWh. В килокалориях множитель — 860,4. Одна десятая kWh — это 86 042 калории, а четверть kWh — 215 105. Они измеряют одну и ту же энергию; различается только размер единицы.

Конвертация точная. Самая частая ловушка — смешение калории с килокалорией, что меняет результат в тысячу раз.

Где проявляется конвертация

Электрическая калориметрия

В стандартном школьном опыте нагреватель греет известную массу воды, пока счётчик записывает электрическую энергию. Нагреватель на 12 V и 3 A, работающий 300 секунд, отдаёт 10 800 джоулей, то есть 2 581 калорию, или 0,003 kWh. Если 200 g воды нагреваются на 11 °C, она получает 2 200 калорий, так что около 85 процентов электрической энергии дошло до воды. Расчёт «конвертировать kWh в cal» ставит показание счётчика на ту же шкалу, что и термометр.

Нагрев чайника по измерениям

Чайник на 2,2 kW, которому требуется 3 минуты 45 секунд, чтобы нагреть литр воды с 20 до 100 °C, расходует 0,1375 kWh, 118 308 калорий. Вода получила 80 000 калорий, так что КПД чайника в этом тесте около 68 процентов, а остальное потеряно в корпусе чайника и в воздухе.

Удельная теплоёмкость в электрических терминах

Нагрев 1 kg меди на 100 K требует 9 200 калорий, 0,0107 kWh. То же для воды требует 100 000 калорий, 0,116 kWh, что показывает, почему вода запасает так много тепла по сравнению с металлами.

Джоуль и механический эквивалент

В 1840-х годах Джеймс Прескотт Джоуль перемешивал воду лопастью, приводимой в движение падающими грузами, и измерял крошечный рост температуры. Его результаты лежали между 4,1 и 4,2 джоуля на калорию. Современная практика фиксирует значение 4,184, так что в kWh содержится 860 421 калория. Расчёт «конвертировать kWh в cal» поэтому опирается на определение, а не на эксперимент.

Теплоёмкость человеческого тела

У взрослого человека массой 70 kg удельная теплоёмкость составляет около 0,83 cal/g·°C, так что повышение температуры тела на один градус требует 58 100 калорий, 0,0675 kWh. Тело делает это при лихорадке, сжигая топливо, а не черпая энергию из розетки. Малая цифра в kWh показывает, как мало энергии на самом деле включает лихорадка.

Воздух и энергия на его нагрев

Воздух при 1,2 kg/m³ имеет удельную теплоёмкость 0,24 cal/g·°C, так что кубическому метру нужно 288 калорий на градус. Один kWh поэтому нагревает почти 3 000 кубических метров воздуха на один градус. Типичная комната в 60 m³, нагреваемая на 10 градусов, требует лишь 0,2 kWh на сам воздух, а остальная работа нагревателя уходит в стены и мебель.

Накопление тепла в строительных материалах

Бетонная стена площадью 10 m² и толщиной 20 cm весит около 4 800 kg и имеет удельную теплоёмкость 0,21 cal/g·°C, так что запасает 1 008 kcal на градус. Колебание в 5 градусов запасает 5 040 kcal, 5,9 kWh. Это тепловая масса, сглаживающая суточные перепады температуры.

Плавление металла

Чтобы расплавить 1 kg алюминия от 20 до 660 °C, требуется 137 600 калорий на нагрев плюс 94 900 на плавление, около 232 500 калорий, 0,27 kWh, в идеальном случае. Реальным печам нужно в два-три раза больше из-за потерь. Расчёт «конвертировать kWh в cal» даёт нижнюю границу, которую не превзойдёт ни одна печь.

Бомбовый калориметр

Бомбовый калориметр сжигает образец в кислороде. Один грамм бензойной кислоты, стандарта, выделяет 6 318 калорий, то есть 0,00734 kWh. Тот же образец сжигают для калибровки прибора, и результат указывают в калориях на грамм или в джоулях.

Водород в калориях

Водород выделяет около 120 kJ на грамм по низшей теплоте сгорания, то есть 28 700 калорий, 0,033 kWh. Один kWh водорода поэтому весит 30 g. Таблицы по химии дают такие числа в калориях на грамм или килокалориях на моль, а быстрая конвертация kWh в cal переводит их на энергетическую шкалу.

Правило Дюлонга — Пти

В 1819 году Дюлонг и Пти заметили, что многим твёрдым элементам нужно около 6 калорий, чтобы нагреть один моль на градус. Современная теория даёт 3R, то есть 5,96 cal/mol·K. Для меди 63,5 g при 0,092 дают 5,84. Нагрев моля любого такого элемента на 100 K требует около 596 калорий, 0,0007 kWh.

Тепловая масса стального блока

Одной тонне стали при 0,107 cal/g·°C нужно 10,7 миллиона калорий, чтобы нагреться на 100 градусов. Это 12,4 kWh. Кузнечному или термообрабатывающему горну, доводящему её до 800 градусов, нужно около 97 kWh только на металл, не считая потерь через стенки печи и выхлоп.

Фут-фунты и калории

Инженер может встретить энергию в фут-фунт-силах. Один kWh — это 2,655 миллиона ft·lbf, а одна калория — 3,086 ft·lbf. Подъём груза в один фунт на 778 футов потребовал бы около 252 калорий. Классический механический эквивалент тепла — та же идея, выраженная в старых единицах.

Мысленный приём

Чтобы конвертировать kWh в cal в уме, умножьте kWh на 860 для килокалорий: 3 kWh × 860 = 2 580 kcal против точных 2 581. Погрешность менее 0,05 процента. Для малых калорий добавьте три нуля к цифре в килокалориях.

Три разные калории

Термохимическая калория — это 4,184 J. Калория по Международной таблице — 4,1868 J, а 15-градусная калория — около 4,1855 J. В kWh содержится 860 421 термохимическая калория, 859 845 калорий по Международной таблице и 860 112 пятнадцатиградусных калорий. Разница в 0,07 процента незаметна в учебной работе.

Формулы для электронных таблиц

В электронной таблице держите kWh в столбце A и используйте =A2*860420.65 в столбце B для калорий или =A2*860.42065 для килокалорий. Для обратного направления используйте =B2/860420.65. Столбец, умножающий kWh на 3.6, даёт MJ и предлагает быструю перекрёстную проверку.

Округление в лабораторных отчётах

Счётчик энергии показывает kWh с тремя-четырьмя цифрами, а термометр — температуру с точностью до десятой градуса. Указывайте калории с тем же числом цифр. 0,0833 kWh — это 71 700 калорий, а не 71 702 или 71 702,4. Лишние цифры вызовут красные пометки проверяющего.

Ориентиры для запоминания

1 kWh — это 860,4 kcal. Одна десятая kWh — 86 kcal. 10 kWh — 8 604 kcal. 100 kWh — 86 Mcal. Один MWh — 860 Mcal, 0,86 Gcal. В малых калориях добавьте три нуля к каждому из них. С этими ориентирами почти любая мысленная конвертация kWh в cal возможна.

Опорная лестница

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. Такая таблица позволяет быстро проверить результат любого калькулятора.

Проверка обратным расчётом

Чтобы проверить результат расчёта «конвертировать kWh в cal», разделите ответ на 860 421. Если 0,4 kWh дали 344 168 cal, то 344 168 / 860 421 = 0,4. Вторая проверка касается порядка величины: цифра в калориях должна быть на шесть цифр длиннее цифры в kWh.

Связь с MJ и BTU

Один kWh — это 3,6 MJ, 860,4 kcal и 3 412 BTU. Один BTU — это 252 калории. Поэтому 10 000 BTU — это 2,52 миллиона калорий, 2,93 kWh. Все три единицы описывают одно и то же тепло, а расчёт «конвертировать kWh в cal» лишь меняет одну этикетку на другую.

Разобранный пример

Класс нагревает 400 g воды с 18 до 58 °C нагревателем на 150 W. Вода получает 400 × 40 = 16 000 калорий. Без потерь нагревателю на 150 W потребовалось бы 446 секунд, чтобы отдать это, но класс держит его включённым 560 секунд. Их электрический вход — 0,0233 kWh, 20 076 калорий, так что КПД — 80 процентов.

Два пути к одному ответу

Можно добраться до калорий от kWh напрямую с помощью 860 421 или через джоули: 3,6 миллиона, умноженные на 1 / 4,184. Для килокалорий пройдите путём через MJ с 3,6 × 239,006 = 860,4. Если два пути расходятся, цифра была скопирована неверно.

Вода как тепловой резервуар

Один киловатт-час нагревает 860 kg воды на один градус. Десять kWh нагрели бы один кубический метр на 8,6 градуса, а 1,16 kWh — на один градус. Бойлер на 200 литров, нагретый на 40 градусов, запасает 8 000 kcal, 9,3 kWh, поэтому такие баки работают как тепловая батарея.

Удельные теплоёмкости распространённых материалов

В калориях на грамм на градус: вода 1,00, этанол 0,58, лёд 0,50, пар 0,48, воздух 0,24, алюминий 0,215, бетон 0,21, железо 0,107, медь 0,092, ртуть 0,033 и свинец 0,031. Чем меньше число, тем меньше электричества нужно, чтобы поднять температуру килограмма на градус. Умножьте цифру на массу и повышение температуры, чтобы получить калории, затем разделите на 860 421 для kWh.

Плавление и кипение

Плавление одного грамма льда требует 79,7 калории, а кипение одного грамма воды — 539 калорий. Так 1 kg льда требует 79 700 калорий, 0,0926 kWh, чтобы расплавиться, а 1 kg кипящей воды требует 539 400 калорий, 0,627 kWh, чтобы испариться. Один kWh плавит 10,8 kg льда или выпаривает 1,6 kg воды.

Ледяной калориметр

В 1782 и 1783 годах Лавуазье и Лаплас измеряли тепло по количеству льда, который оно растопило. Если реакция растопила 50 g льда, она выделила 3 985 калорий, около 0,0046 kWh. Метод медленный и заменён электронными датчиками, но идея измерять тепло по его действию на воду или лёд живёт в каждом калориметре.

Смешение горячей и холодной воды

Смешайте 200 g воды при 80 °C с 300 g при 20 °C, и результат установится на 44 °C. Горячая вода отдала 7 200 калорий, 0,0084 kWh, а холодная приняла их. Такие упражнения учат закону сохранения энергии, а расчёт «конвертировать kWh в cal» связывает их с электрическими нагревателями.

Водяной эквивалент калориметра

Сосуд калориметра тоже поглощает тепло. Латунная чашка массой 100 g при 0,092 cal/g·°C ведёт себя как 9,2 g воды. Студенты прибавляют это к массе воды, прежде чем вычислять тепло. При росте на 10 K это составляет 92 калории, 0,0001 kWh, ничтожно в kWh, но примерно 4 процента результата, когда используется 200 g воды.

Джоулев нагрев резистора

Резистор на 100 ом, пропускающий 2 ампера, рассеивает 400 W. За минуту он выделяет 24 000 джоулей, 5 736 калорий, 0,00667 kWh. Поскольку всё превращается в тепло, это простейший калориметрический источник, и электрическая энергия в kWh равна теплу в калориях, делённому на 860 421.

Больше значений для конвертации kWh в cal

Более длинный список конвертаций

Если нужного вам значения нет в первом списке, эти дополнительные конвертации могут оказаться достаточно близкими, чтобы считать их напрямую:

• 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

Частые промахи при расчёте «конвертировать kWh в cal»

Калория или килокалория

Множитель 860 относится к килокалориям, а 860 421 — к малым калориям. Этикетка «2 500 калорий» на кондиционере почти всегда означает килокалории в час.

Мощность и энергия

Нагреватель на 1 kW выделяет 860 kcal в час, но нагреватель, проработавший час, израсходовал 1 kWh. Скорость в kcal/h — это мощность; количество в kcal — это энергия.

Предположение, что вся энергия доходит до образца

Электрический нагреватель отдаёт свою энергию в виде тепла, но образец получает лишь её долю. Цифра в kWh на счётчике всегда больше калорий, полученных водой, и это отношение — КПД.

Короткие ответы

Как конвертировать kWh в cal?

Умножьте kWh на 860 421 для калорий или на 860,4 для килокалорий.

Сколько калорий в 1 kWh?

860 421 калория, то есть 860,4 kcal.

Сколько kcal в 3 kWh?

2 581 kcal.

Сколько kWh в 1 000 kcal?

1,162 kWh.

Покидает ли моё число моё устройство?

Нет, расчёт выполняется в вашем браузере.

Другие страницы и подведение итога

Для других конвертаций энергии см. Конвертировать kWh в J, Конвертировать kWh в BTU, Конвертировать J в cal, Конвертировать cal в J, Конвертировать km в mi, Конвертировать mi в km, Конвертировать °C в °F, Конвертировать °F в °C, Конвертировать MPG (US) в MPG (UK). Для противоположного направления см. Конвертировать cal в kWh.

Коротко: расчёт «конвертировать kWh в cal» означает одно умножение на 860 421 и единицу, записанную рядом с результатом. Ваша цифра вычисляется локально, без учётной записи и без загрузки.