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换算与物理计算器

能量单位换算器：J、kWh、BTU、撒姆、卡路里、吨油当量等 30 多种单位

在焦耳、瓦时、卡路里、BTU、撒姆、吨油当量或吨标准煤、桶油当量、电子伏特和英尺磅之间换算任意能量。一次显示所有单位，并给出生活中的等效量。

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计算结果

1 kWh = 3.6 MJ · 1 MJ = 0.2777778 kWh
1 千瓦时（kWh） 换算为 MJ
3.6MJ
千瓦时
1kWh
兆焦
3.6MJ
BTU
3,412BTU
千卡
859.8kcal
油当量
0.08598kg 油当量
可让 10 W LED 灯亮
4.167 天
可供电动汽车行驶约
5.882km
at 17 kWh/100 km
相同能量的汽油
0.1091升
低位热值 9.17 kWh/L

国际单位制

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
焦耳（J）3,600,0002.777778 × 10⁻⁷
千焦（kJ）3,6000.0002777778
兆焦（MJ）3.60.2777778
吉焦（GJ）0.0036277.7778
太焦（TJ）0.0000036277,778
拍焦（PJ）3.6 × 10⁻⁹277,777,778
艾焦（EJ）3.6 × 10⁻¹²277,777,777,778

电学单位

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
瓦时（Wh）1,0000.001
千瓦时（kWh）11
兆瓦时（MWh）0.0011,000
吉瓦时（GWh）0.0000011,000,000
太瓦时（TWh）1 × 10⁻⁹1,000,000,000

热量单位

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
卡路里（cal，IT）859,8450.000001163
千卡（kcal，食品大卡）859.84520.001163
兆卡 / thermie（Mcal）0.85984521.163
吉卡（Gcal）0.00085984521,163
英热单位（BTU，IT）3,412.1420.0002930711
千 BTU（kBtu，MBtu）3.4121420.2930711
撒姆（therm，100,000 BTU）0.0341214229.30711
百万 BTU（MMBtu）0.003412142293.0711
quad（10¹⁵ BTU）3.412142 × 10⁻¹²293,071,070,172

燃料当量单位

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
吨油当量（toe）0.0000859845211,630
千吨油当量（ktoe）8.598452 × 10⁻⁸11,630,000
百万吨油当量（Mtoe）8.598452 × 10⁻¹¹11,630,000,000
桶油当量（boe）0.00058844071,699.406
吨标准煤（tce）0.0001228358,141
立方米天然气（≈ 10.55 kWh，高位）0.0947368410.55556

物理单位

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
电子伏特（eV）2.246943 × 10²⁵4.450491 × 10⁻²⁶
兆电子伏特（MeV）2.246943 × 10¹⁹4.450491 × 10⁻²⁰
尔格（erg）36,000,000,000,0002.777778 × 10⁻¹⁴

机械单位

单位1 kWh 相当于1 单位折合 kWh
英尺磅力（ft·lbf）2,655,2243.766161 × 10⁻⁷
马力小时（hp·h，英制）1.3410220.7456999
公制马力小时（PS·h）1.3596220.7354988
  • 卡路里指国际蒸汽表卡（4.1868 J）；热化学卡（4.184 J）与之相差 0.07%。BTU 指国际蒸汽表 BTU。
  • toe = 41.868 GJ（IEA/OECD 惯例，10 Gcal）；tce = 29.3076 GJ（7 Gcal）；boe = 5.8 MMBtu ≈ 6.118 GJ。这些是统计惯例，不是物理常数。
  • 立方米天然气按典型高位热值 38 MJ/m³ 计。实际天然气因产地不同在 35–42 MJ/m³ 之间，详见燃气单位换算器。

能量单位换算器怎么用

输入数值，选好原单位和目标单位。大卡片里显示答案；下方会同时列出全部 33 种单位，按国际单位制、电学、热学、燃料当量、物理和机械单位分组，并标出每种单位的 1 个单位折合多少原单位。数值特别大或特别小时会自动切换成科学计数法，所以同一个工具既能换算一个电子伏特，也能换算全世界一年的能源消费。

一行日常等效值（10 W LED 灯能亮几小时、电动车能跑几公里、相当于几升汽油）让抽象的数字更容易想象。

换算公式

value_target = value_source × (joules per source unit) ÷ (joules per target unit)

1 Wh = 3,600 J 1 kWh = 3.6 MJ 1 cal(IT) = 4.1868 J 1 BTU(IT) = 1,055.056 J 1 therm = 10⁵ BTU 1 toe = 41.868 GJ 1 tce = 29.3076 GJ 1 eV = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J

所有换算都经过国际单位制的能量单位焦耳中转，所以任意两种单位之间不会累积舍入误差。

计算示例

默认值把 1 kWh 换算成兆焦：1 × 3,600,000 J ÷ 1,000,000 J = 3.6 MJ。表格里同样这 1 千瓦时，等于 3,412 BTU、860 kcal、0.034 撒姆、0.086 kg 油当量和 2.25 × 10²⁵ eV。它能让一盏 10 W 的 LED 灯亮大约四天，或者让一辆高效电动车跑约 6 km。

速查表

原单位 kWh MJ BTU kcal
1 kWh 1 3.6 3,412.1 859.8
1 MJ 0.2778 1 947.8 238.8
1 GJ 277.8 1,000 947,817 238,846
1 BTU 0.000293 0.001055 1 0.252
1 therm 29.307 105.51 100,000 25,200
1 MMBtu 293.07 1,055.1 1,000,000 251,996
1 kcal 0.001163 0.004187 3.968 1
1 Gcal 1,163 4,186.8 3,968,321 1,000,000
1 toe 11,630 41,868 3,968 万 1,000 万
1 boe 1,699.4 6,117.9 580 万 146 万
1 tce 8,141 29,308 2,778 万 700 万
1 ft·lbf 3.766 × 10⁻⁷ 1.356 × 10⁻⁶ 0.001285 0.000324

大尺度能量单位

单位 等于 常见用途
1 TWh 3.6 PJ = 86 ktoe 国家电力统计
1 Mtoe 11.63 TWh = 41.87 PJ IEA 和 Eurostat 能源平衡表
1 EJ 277.8 TWh = 23.9 Mtoe 全球能源（全世界约 620 EJ/年）
1 quad 1.055 EJ = 293 TWh 美国能源信息署

什么场合用什么单位？

  • kWh / MWh：电费账单、电池、电动车充电、发电厂。见 kWh 电费计算器。
  • MJ / GJ：燃料、工业、科研；有些国家的集中供热也用。
  • BTU、撒姆、MMBtu：美国和英国的燃气和供暖；Henry Hub 的天然气交易。
  • kcal / Gcal：食物能量；东欧和俄罗斯的集中供热。
  • toe、boe、tce：能源统计和油气储量；它们是约定单位，不是某种具体燃料的物理属性。
  • eV、MeV：原子物理和核物理（一次 U-235 裂变释放约 200 MeV）。

实用建议和常见误区

  1. **卡路里有几种。**这里用的是国际蒸汽表卡（4.1868 J）；热化学卡（4.184 J）与它相差 0.07%。食品标签用的是千卡，但常写成“卡路里”或“大卡”。
  2. **高位热值和低位热值。**燃料当量单位背后藏着热值约定：IEA 的 toe 按低位热值（LHV），燃气撒姆通常按高位热值（HHV）。燃料种类有影响时，请用燃料能量含量计算器。
  3. **能量和功率。**kW、马力和 BTU/h 都是速率。换算这些单位请用功率单位换算器。
  4. 一立方米天然气的能量因产地和压力条件不同，在 35 到 42 MJ 之间；燃气单位换算器可以处理热值和修正系数。

局限性

燃料当量单位（toe、boe、tce、立方米天然气）是统计约定，不同机构的取值略有差别。比如 BP 和 Energy Institute 按每吨石油 7.33 桶计算。其余所有系数要么按定义精确成立，要么由国际标准固定。

方法与假设

所有单位都经由焦耳换算：目标单位数值 = 数值 ×（每个源单位的焦耳数）÷（每个目标单位的焦耳数）。1 Wh = 3,600 J（精确值）；1 kWh = 3.6 MJ；1 calIT = 4.1868 J；1 BTUIT = 1,055.05585262 J；1 therm = 100,000 BTU；1 eV = 1.602176634 × 10−19 J（自 2019 年 SI 重新定义后为精确值）。

常见问题

1 kWh 等于多少 MJ？
正好 3.6 MJ。1 瓦就是每秒 1 焦耳，所以 1 千瓦时 = 1,000 J/s × 3,600 s = 3,600,000 J。
1 撒姆（therm）等于多少 kWh？
1 撒姆 = 100,000 BTU = 105.5 MJ = 29.31 kWh。英国和美国的燃气账单如果以撒姆计价，乘以 29.31 就能换成 kWh。
1 BTU 等于多少 kWh，1 kWh 又等于多少 BTU？
1 kWh = 3,412.14 BTU，1 BTU = 0.000293 kWh（0.293 Wh）。美国天然气价格使用的单位百万英热单位（MMBtu）等于 293.07 kWh。
1 卡路里或 1 千卡等于多少 kWh？
食品标签上的 1 大卡（1 kcal）是 4,186.8 J = 0.001163 kWh。每天 2,000 kcal 的饮食约含 2.3 kWh 能量，差不多是一台冰箱两天的用电量。
什么是吨油当量（toe）？
能源统计里用的核算单位：按 IEA/OECD 的约定，1 toe = 10 Gcal = 41.868 GJ = 11.63 MWh，大致相当于一吨原油的低位能量。1 桶油当量（boe）约 6.12 GJ（5.8 MMBtu），1 吨标准煤（tce）是 29.31 GJ。
TWh 怎么换算成 EJ？
1 EJ = 277.8 TWh，1 TWh = 0.0036 EJ。全球一次能源消费每年约 620 EJ，也就是约 172,000 TWh。

资料来源与参考

  1. 国际计量局（BIPM）：The International System of Units (SI Brochure, 9th edition, 2019)
  2. NIST Special Publication 811：Guide for the Use of the International System of Units（换算系数）
  3. IEA：单位换算器和术语表（toe、能源平衡表约定）
  4. Energy Institute：Statistical Review of World Energy：近似换算系数

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