Chuyển cal sang J calo (hóa nhiệt) ↔ joule Miễn phí Trực tuyến An toàn

Từ calo sang joule trong khoa học Trái Đất và hóa sinh

Các nhà khí tượng từng đếm ánh nắng bằng langley, các nhà địa vật lý đếm dòng nhiệt thoát ra từ Trái Đất bằng đơn vị dòng nhiệt, và các nhà hóa sinh vẫn đếm năng lượng của các liên kết phân tử bằng kilocalo trên mol. Đằng sau tất cả những đơn vị này là calo, và mọi phép so sánh hiện đại đều đổi nó sang joule. Với một phép tính "chuyển cal sang J", hãy nhân với 4,184. Vậy 100 cal thành 418,4 J, 1.000 cal thành 4.184 J, và 7,3 kcal mà một mol ATP nhả ra khi thủy phân thành 30,5 kJ. Máy tính phía trên nhân khi bạn gõ, và các phần dưới đây đi từ ánh nắng trên một cánh đồng đến một protein trong một tế bào.

Bên dưới bạn sẽ tìm thấy các ví dụ cụ thể, hồ sơ về từng đơn vị, một phép so sánh, nhiều trường hợp từ các ngành khoa học và những sai sót thường gặp. Mọi phép tính diễn ra trong trình duyệt của bạn. Calo dùng ở đây là calo nhiệt hóa học nhỏ, chính xác 4,184 J.

Cách chuyển cal sang J: chỉ cần 4,184

Hệ số

Một calo nhiệt hóa học được định nghĩa là chính xác 4,184 joule, nên một phép tính "chuyển cal sang J" nghĩa là nhân với 4,184. 10 cal cho 41,84 J, 500 cal cho 2.092 J và 100.000 cal cho 418.400 J. Cùng hệ số đó đổi kilocalo thành kilojoule: 285 kcal là 1.192 kJ. Đi theo chiều ngược lại, hãy dùng 0,23901.

Các ví dụ cụ thể

Một langley, một calo trên xăng-ti-mét vuông, là 41.840 J trên mét vuông. Năng lượng thủy phân ATP 7,3 kcal/mol là 30,5 kJ/mol. Một dòng nhiệt 1 µcal/cm²/s là 41,84 mW/m², và sự oxy hóa một mol glucose, 686 kcal, là 2.870 kJ.

Vì sao nó chính xác

Giá trị 4,184 J mỗi calo là một định nghĩa, nên không có gì trong đó là không chắc chắn. Một số bài báo cũ dùng calo 15 °C là 4,1855 J hoặc calo bảng là 4,1868 J, chênh nhau dưới 0,1 phần trăm.

Một phép thử nhanh

Joule phải ra lớn hơn calo gần bốn lần. Nếu kết quả nhỏ hơn con số ban đầu, hệ số đã bị đảo ngược.

Calo

Một đơn vị sống lâu hơn thời của nó

Calo, nhiệt cần để làm ấm một gam nước lên một độ Celsius, là đơn vị làm việc của nhiệt trong hơn một thế kỷ. Các bội số của nó, kilocalo và gigacalo, còn lại trong hóa sinh, dinh dưỡng và một số thống kê năng lượng.

Nơi nó xuất hiện

Hóa sinh, khí tượng, địa vật lý, dinh dưỡng và các sách kỹ thuật cũ hơn.

Joule

Đơn vị năng lượng của hệ SI

Joule là năng lượng được truyền bởi một lực một newton trên quãng đường một mét. Nó bằng một watt-giây và là nền tảng của mọi đơn vị năng lượng hiện đại. Các tạp chí nay đòi kJ/mol và W/m², không phải kcal/mol và langley.

Nơi nó xuất hiện

Các tạp chí khoa học hiện đại, vật lý, kỹ thuật và tiêu chuẩn quốc tế.

Calo hay joule?

Mỗi calo có giá trị 4,184 J. Vậy 1.000 cal là 4.184 J, và 100.000 cal là 418.400 J. Năng lượng là như nhau; chỉ con số và đơn vị thay đổi.

Phép chuyển đổi chính xác. Hãy để ý họ đơn vị, vì 1.000 cal làm một kilocalo, tức 4.184 J.

Phép chuyển đổi xuất hiện ở đâu

Ánh nắng bằng langley

Các ghi chép khí hậu cũ cho bức xạ Mặt Trời bằng langley, calo trên xăng-ti-mét vuông. Một ngày hè 500 langley là 20,9 MJ/m². Giá trị cũ của hằng số Mặt Trời, 1,94 cal/cm²/phút, là 1.353 W/m². Một phép tính "chuyển cal sang J" làm các ghi chép như vậy khớp với dữ liệu vệ tinh hiện đại, và là bước đầu tiên trong bất kỳ nghiên cứu dựng lại khí hậu nào.

Dòng nhiệt từ Trái Đất

Các nhà địa vật lý từng đo dòng nhiệt bằng HFU, đơn vị 10⁻⁶ cal/cm²/s. Một HFU là 41,84 mW/m². Mức trung bình lục địa 1,5 HFU là 63 mW/m², và vỏ đại dương có xấp xỉ 1,6 HFU, 67 mW/m². Công trình hiện đại nêu trực tiếp mW/m².

Năng lượng trong hóa sinh

Sách giáo khoa cho năng lượng tự do của sự thủy phân ATP là −7,3 kcal/mol, tức −30,5 kJ/mol. Một liên kết cộng hóa trị C–C giữ khoảng 83 kcal/mol, 347 kJ/mol. Một liên kết hydro giữ khoảng 5 kcal/mol, 21 kJ/mol. Các sách mới hơn dùng kJ/mol xuyên suốt, nên một sinh viên phải chuyển cal sang J để di chuyển giữa các ấn bản cũ và mới.

Langley

Langley, đặt tên theo nhà thiên văn Samuel Langley, là một calo trên xăng-ti-mét vuông, 41.840 J/m². Bức xạ hằng ngày ở bề mặt thường dao động từ 100 langley vào mùa đông đến 700 vào mùa hè ở vĩ độ trung bình, 4,2 đến 29 MJ/m². Các sổ tay khí tượng của thế kỷ hai mươi đầy rẫy chúng.

Năng lượng nhiệt trên mỗi mol

Năng lượng nhiệt kT ở 25 °C là 0,593 kcal/mol, 2,48 kJ/mol. Các nhà hóa sinh nhớ nó là "khoảng 0,6 kcal/mol". Các tương tác yếu hơn vài lần giá trị này liên tục bị phá vỡ bởi chuyển động nhiệt, trong khi những tương tác 5 đến 15 kcal/mol, 21 đến 63 kJ/mol, giữ một protein ở dạng gấp.

Quang hợp

Tạo ra một mol glucose từ carbon dioxide và nước lưu trữ khoảng 686 kcal, 2.870 kJ, tương ứng với khoảng 114 kcal, 477 kJ, trên mỗi mol carbon dioxide được cố định. Năng lượng đến từ ánh sáng xấp xỉ 40 kcal trên mỗi mol photon đỏ, 170 kJ/mol.

Năng lượng hoạt hóa

Một enzyme có thể hạ năng lượng hoạt hóa của một phản ứng từ 20 xuống 10 kcal/mol, 84 xuống 42 kJ/mol. Ở thân nhiệt, điều đó làm tăng tốc độ một hệ số khoảng 2 × 10⁷. Ảnh hưởng của vài kcal lên một tốc độ là hàm mũ, nên việc chuyển đổi cẩu thả có thể tạo ra khác biệt lớn.

Nhiệt dung của nước biển

Nhiệt dung của nước biển khoảng 0,93 cal/(g·K), 3,9 J/(g·K). Một cột đại dương sâu 100 mét và diện tích một mét vuông chứa khoảng 102.500 kg nước, nên làm ấm nó thêm 1 °C tốn xấp xỉ 410 MJ, hay 9.800 cal trên mỗi xăng-ti-mét vuông bề mặt. Các bài báo khí hậu về nhiệt lượng đại dương nay nêu zettajoule.

Nhiệt lượng đại dương bằng zettajoule

Các đại dương đã hấp thụ xấp xỉ 300 ZJ nhiệt thừa trong những thập kỷ gần đây, 3 × 10²³ J. Tính bằng calo đó là 7 × 10²² cal. Các bài báo cũ có thể viết điều đó là 72 triệu triệu triệu kcal, đó là lý do các tiền tố joule là một sự nhẹ nhõm đến vậy.

Nhiên liệu và thực phẩm, cũ và mới

Hạt lúa mì chứa khoảng 3,4 kcal/g, 14,2 kJ/g, glucose 3,75 kcal/g, 15,7 kJ/g, và chất béo 9 kcal/g, 37,7 kJ/g. Vì nhiều bài báo nông nghiệp của thế kỷ hai mươi nêu kcal, một phép tính "chuyển cal sang J" thường là bước đầu tiên để dùng lại dữ liệu của chúng.

Mẹo nhẩm

Để chuyển cal sang J trong đầu, hãy nhân với 4 và cộng 4 phần trăm. Với 1.000 cal: 4.000 cộng 160 cho 4.160, so với 4.184. Với 250 cal: 1.000 cộng 40 cho 1.040, so với 1.046. Phương pháp này hợp cho các ước lượng nhanh.

Công thức bảng tính

Cho một phép tính "chuyển cal sang J" trong một bảng tính, hãy nhập calo vào cột A và công thức =A2*4.184 vào cột B. Phép ngược là =B2/4.184. Một cột thứ ba với =B2/3600000 cho kWh và cung cấp một phép kiểm tra chéo nhanh cho các giá trị lớn.

Làm tròn và độ chính xác

Trong hóa sinh các giá trị như 7,3 kcal/mol được biết đến hai chữ số, nên 30,5 kJ/mol đã chuyển không đáng có nhiều hơn. Một phép tính "chuyển cal sang J" nên giữ số chữ số có nghĩa của nguồn và không bịa thêm.

Các mốc để ghi nhớ

1 cal là 4,184 J. 10 cal là 41,84 J. 100 cal là 418,4 J. 1.000 cal là 4.184 J. 1 kcal/mol là 4,184 kJ/mol. 1 langley là 41.840 J/m². 1 HFU là 41,84 mW/m². Đây là các hệ số quan trọng trong khoa học.

Hằng số Mặt Trời, cũ và mới

Các phép đo đầu tiên cho hằng số Mặt Trời là 1,94 cal/cm²/phút, tức 1.353 W/m². Vệ tinh nay đo khoảng 1.361 W/m², hay 1,95 cal/cm²/phút. Khác biệt chỉ 0,6 phần trăm. Một phép tính "chuyển cal sang J" tiếp theo là phép chia cho 60 đổi các đơn vị cũ thành watt.

Thang tham chiếu

2 cal là 8,368 J. 20 cal là 83,68 J. 200 cal là 836,8 J. 2.000 cal là 8.368 J. 5.000 cal là 20.920 J. 20.000 cal là 83.680 J. 1.000.000 cal là 4,184 MJ. Một thang như thế này làm việc kiểm tra nhanh hơn.

Phép thử ngược

Hãy chia kết quả joule cho 4,184 và số calo ban đầu sẽ xuất hiện lại: 4.184 J cho 1.000 cal. Một phép kiểm tra độ lớn sơ lược cũng được, vì joule lớn khoảng bốn lần calo.

Liên hệ với kWh và BTU

Một calo là 1,162 × 10⁻⁶ kWh và 3,97 × 10⁻³ BTU. Một megacalo là 1,162 kWh và 3.968 BTU. Với các năng lượng lớn kWh tiện hơn calo.

Một ví dụ cụ thể

Một nhà thủy văn thấy rằng một cái ao nhận 420 langley trong một ngày và mất 90 langley do bay hơi. Mức tăng ròng là 330 langley, tức 330 × 41.840 = 13,8 MJ/m². Trên bề mặt 400 m² của ao đó là 5,5 GJ trong một ngày, đủ để làm ấm 1.320 tấn nước thêm 1 °C.

Điện mặt trời mỗi ngày

Một mét vuông đất nhận 500 langley một ngày được 20,9 MJ, 5,8 kWh, một con số khá cho một ngày tốt ở vĩ độ ôn đới. Một tấm pin hiệu suất 15 phần trăm sẽ biến nó thành 0,87 kWh điện.

Ẩn nhiệt trong khí quyển

Sự ngưng tụ một gam hơi nước giải phóng 540 cal, 2.260 J. Một cơn giông lớn ngưng tụ hàng triệu tấn hơi nước, giải phóng khoảng 10¹⁶ J, tính bằng calo là 2,4 × 10¹⁵. Các nhà khí tượng dùng joule cho quy mô này.

Nhiệt chuyển hóa của động vật

Một con chuột tỏa ra khoảng 0,1 cal/s, 0,4 W, một người 24 cal/s, 100 W, và một con ngựa 120 cal/s, 500 W, khi nghỉ ngơi. Các nhà sinh học từng so sánh những con số như vậy bằng kcal mỗi ngày trước khi watt trở thành chuẩn. 2.000 kcal một ngày của một người là 8,4 MJ.

Calo trong một phòng thí nghiệm vật lý cũ

Một nhiệt lượng kế cũ với 500 g nước được làm ấm thêm 3,2 °C chứa 1.600 cal, 6,7 kJ. Kết quả cho nhiệt đốt cháy sau khi chia cho khối lượng nhiên liệu đã đốt. Một phép tính "chuyển cal sang J" biến nó thành joule cho một báo cáo phải khớp với các bảng hiện đại.

Một con đường thứ hai

Calo có thể đến joule trực tiếp với 4,184, hoặc qua kilocalo: chia cho 1.000 rồi nhân với 4.184. Một sự không khớp giữa hai con đường tiết lộ một chữ số gõ sai.

Các miệng phun dưới đáy biển sâu và nhiệt

Một cánh đồng miệng phun thủy nhiệt có thể giải phóng 100 MW, 24 triệu cal mỗi giây, nhiệt từ đáy biển. Các nghiên cứu ban đầu báo cáo các thông lượng như vậy bằng cal/s và cal/cm²/s, và tái hiện chúng với dữ liệu hiện đại cần một phép tính "chuyển cal sang J" ở mỗi giai đoạn.

Mưa và bay hơi

Làm bay hơi một milimét nước từ một mét vuông cần khoảng 58 langley, vì mỗi gam tốn 580 cal. Tính bằng joule đó là 2,43 MJ/m². Ẩn nhiệt này là năng lượng thúc đẩy thời tiết: một cơn giông chuyển nhiều gigacalo nhiệt từ biển lên trời.

Tuyết và băng tan

Làm tan một lớp tuyết dày 10 cm với khối lượng riêng 300 kg/m³ cần 30 kg trên mỗi mét vuông nhân 80 cal/g, tức 2,4 triệu cal, 10 MJ. Một ngày nắng ở 500 langley, 20,9 MJ/m², có thể làm tan gấp đôi nếu toàn bộ được hấp thụ. Tuyết phản xạ phần lớn ánh sáng, nên tan thực tế chậm hơn.

Năng lượng của rừng và cây trồng

Một héc-ta lúa mì cố định khoảng 150 triệu kcal ánh nắng trong một mùa, 630 GJ, trong khi hạt nó cho năng suất chứa 8 tấn ở 3,4 kcal/g, tức 27 triệu kcal, 114 GJ. Các nhà nông học của thế kỷ hai mươi viết các cân đối như vậy bằng kcal trên héc-ta, và một phép tính "chuyển cal sang J" đưa chúng cập nhật.

Cân đối năng lượng của một cái hồ

Một cái hồ sâu 2 mét hấp thụ 300 langley trong một ngày, 12,6 MJ/m², ấm lên 1,5 °C nếu nhiệt ở lại trong nước. Phép tính đơn giản bằng calo: 300 cal/cm² trải trên 200 cm nước là 1,5 cal/g, nên 1,5 °C. Bằng joule cùng phép cộng cần 4,184 J trên gam trên độ.

Đơn vị dòng nhiệt và vỏ Trái Đất

Vỏ lục địa có dòng nhiệt điển hình 1,0 đến 2,0 HFU, 42 đến 84 mW/m². Các sống núi giữa đại dương đạt 5 HFU, 209 mW/m², và các craton cổ chỉ 0,8 HFU, 33 mW/m². Các bản đồ từ thập niên 1960 ở dạng HFU và cần một phép chuyển đổi để so với dữ liệu mới.

Nhiệt của cả Trái Đất

Trái Đất mất khoảng 47 terawatt nhiệt bên trong. Theo đơn vị cũ đó là 11 triệu triệu cal mỗi giây, hay 3,5 × 10²⁰ cal một năm. Các con số khổng lồ, và các bài báo địa vật lý nêu chúng bằng TW vì lý do đó.

ATP và cân đối của tế bào

Sự thủy phân ATP giải phóng 7,3 kcal/mol, 30,5 kJ/mol, trong điều kiện chuẩn và khoảng 12 kcal/mol, 50 kJ/mol, trong một tế bào sống. Một người luân chuyển xấp xỉ bằng trọng lượng cơ thể mình ATP mỗi ngày. Phép chuyển đơn vị cho phép một sinh viên so sách giáo khoa cũ với sách mới.

Glucose và hô hấp

Sự oxy hóa hoàn toàn một mol glucose cho 686 kcal, 2.870 kJ. Khoảng 40 phần trăm được giữ trong ATP, và phần còn lại thoát ra dưới dạng nhiệt. Một mol glucose là 180 g, nên năng lượng mỗi gam là 3,8 kcal hay 15,9 kJ, phù hợp với con số cho carbohydrate trên nhãn thực phẩm.

Năng lượng liên kết

Một liên kết C–H khoảng 99 kcal/mol, 414 kJ/mol, một liên kết O–H 111 kcal/mol, 464 kJ/mol, và một liên kết đôi C=C 146 kcal/mol, 611 kJ/mol. Các bảng cũ liệt kê kcal/mol. Chia cho số Avogadro cho năng lượng mỗi liên kết bằng joule, vài 10⁻¹⁹ J.

Thêm các giá trị cho chuyển cal sang J

Một danh sách chuyển đổi dài hơn

Nếu giá trị bạn cần không có trong danh sách đầu, các phép chuyển đổi bổ sung này có thể đủ gần để đọc trực tiếp:

• 0,1 cal = 0,4184 J
• 0,5 cal = 2,092 J
• 3 cal = 12,552 J
• 4 cal = 16,736 J
• 7 cal = 29,288 J
• 15 cal = 62,76 J
• 20 cal = 83,68 J
• 75 cal = 313,8 J
• 200 cal = 836,8 J
• 500 cal = 2.092 J
• 2.000 cal = 8.368 J
• 10.000 cal = 41.840 J

Những cái bẫy với phép tính "chuyển cal sang J"

Chia thay cho nhân

Calo thành joule bằng cách nhân. Nếu 1.000 cal ra 239, hệ số đã bị đảo ngược.

Calo nhỏ và kilocalo

Calo nhỏ là 4,184 J và kilocalo 4.184 J. Trong hóa sinh "kcal/mol" là chuẩn, nên hãy giữ tiền tố. Bỏ nó gây sai số 1.000.

Trên mol và trên gam

Một năng lượng trên mol không thể so với một năng lượng trên gam mà không chia cho khối lượng mol. Hãy chuyển đơn vị trước và xử lý lượng sau.

Các câu hỏi ngắn

Công thức để chuyển cal sang J là gì?

Joule bằng calo nhân 4,184.

1.000 cal bằng bao nhiêu joule?

4.184 J.

100 cal bằng bao nhiêu joule?

418,4 J.

Một joule bằng bao nhiêu calo?

0,23901 cal.

Dữ liệu nhập có bị tải lên không?

Không, mọi thứ được tính trong trình duyệt của bạn.

Các trang liên quan và tóm tắt

Bạn cũng có thể muốn Chuyển cal sang kWh, Chuyển kWh sang J, Chuyển J sang kWh, Chuyển km sang mi, Chuyển mi sang km, Chuyển °C sang °F, Chuyển °F sang °C, Chuyển ml sang tsp, Chuyển MPG (Mỹ) sang MPG (Anh). Cho chiều ngược lại, hãy xem Chuyển J sang cal.

Tóm lại: calo thành joule khi nhân với 4,184, và đơn vị đi cạnh kết quả. Mọi thứ nằm lại trong trình duyệt của bạn, không cần tài khoản và không tải lên.