Переклад кВт в Гкал / год і назад: скільки джоулів в однієї калорії

1. Що таке калорія
2. Пам'ятка 1
3. Гігакалорії або кіловати
4. Пам'ятка 2
5. приклади розрахунку
6. приклад 1
7. приклад 2
8. приклад 3

Почнемо з понять "робота" і "потужність". Робота - це частина внутрішньої енергії, що витрачається людиною або машиною за якийсь часовий період. У процесі такої роботи людина або машина розігріваються, виділяючи тепло. Тому як внутрішню енергію, так і кількість виділеної або поглинається теплоти, а також роботу вимірюють в одних і тих же одиницях - джоулях (Дж), килоджоулях (кДж) або мегаджоулях (МДж).

Чим швидше виконується робота або виділяється теплота, тим інтенсивніше витрачається внутрішня енергія. Мірою такої інтенсивності є потужність, яка вимірюється в ватах (Вт), кіловатах (кВт), мегаватах (МВт) і гігават (ГВт). Потужність - це робота, виконана в одиницю часу (будь то робота двигуна, або робота електричного струму). Теплова потужність - це кількість теплоти, що передається в одиницю часу теплоносія (вода, масло) від згоряння палива (газ, мазут) в котлі.

Що таке калорія

Калорія була введена ще в 1772 році шведським фізиком-експериментатором Йоганном Вільке в якості одиниці вимірювання теплоти. В даний час одиниця, кратна калорії - гігакалорія (Гкал), активно застосовується в таких сферах життєдіяльності, як комунальне господарство, системи опалення та теплоенергетика. Також використовується її похідна - гігакалорія в годину (Гкал / год), що характеризує швидкість тепловиділення або теплопоглинання тим чи іншим обладнанням. Спробуємо тепер розрахувати, чому дорівнює одна калорія.

Ще в школі на уроках фізики нас вчили, що для нагрівання будь-якої речовини йому необхідно повідомити певну кількість теплоти. Була навіть така формула Q = c * m * Δt, де Q означає невідоме кількість теплоти, m - масу нагрівається речовини, c - питому теплоємність цієї речовини, а Δt - різниця температур, на яку нагрівають речовину. Так ось, калорією називають позасистемна одиницю кількості теплоти, яка визначається як «кількість теплоти, що витрачається на нагрівання 1 грама води на 1 градус Цельсія при атмосферному тиску 101325 Па».

Оскільки теплота вимірюється в джоулях, то використовуючи вищенаведену формулу, ми дізнаємося, чому дорівнює 1 калорія (кал) в джоулях. Для цього візьмемо з довідника з фізики значення питомої теплоємності води при нормальних умовах (атмосферний тиск р = 101325 Па, температура t = 20 ° C): з = 4183 Дж / (кг * ° С). Тоді одна калорія буде дорівнює:

• 1 кал = 4183 [Дж / (кг * ° С)] * 0,001 кг * 1 ° С = 4,183 Дж.

Однак величина калорії залежить від температури нагрівання, тому її значення не постійно. Для практичних же цілей використовується так звана калорія міжнародна або просто калорія, яка дорівнює 4,1868 Дж.

Пам'ятка 1

• 1 кал = 4,1868 Дж, 1 ккал = 1000 кал, 1 Гкал = 1 млрд кал = 4186800000 Дж = 4186,8 МДж;
• 1 Дж = 0,2388 кал, 1 МДж = 1 млн. Дж = +238845,8966 кал = 238,8459 ккал;
• 1 Гкал / год = +277777,7778 кал / с = 277,7778 ккал / с = 1163000 Дж / с = 1,163 МДж / с.

Гігакалорії або кіловати

Розберемося остаточно, в чому відмінність цих одиниць виміру. Нехай у нас є нагрівальний прилад, наприклад, чайник. Візьмемо 1 літр холодної води з-під крана (температура t1 = 15 ° C) і закип'ятити її (нагріємо до температури t2 = 100 ° C). Електрична потужність чайника - P = 1,5 кВт. Скільки тепла поглине вода? Щоб це дізнатися, застосуємо знайому нам формулу, при цьому врахувавши, що маса 1 літра води m = 1 кг: Q = 4183 [Дж / (кг * ° C)] * 1 кг * (100 ° С-15 ° С) = 355555 Дж = 84922,8528 кал≈85 ккал.

За якийсь час скипить чайник? Нехай вся енергія електричного струму піде на нагрівання води. Тоді невідомий час ми знайдемо, використовуючи енергетичний баланс: «Енергія, що витрачається чайником, дорівнює енергії, що поглинається водою (без урахування втрат)». Енергія, що витрачається чайником за час τ, дорівнює P * τ. Енергія, що поглинається водою, дорівнює Q. Тоді на основі балансу отримаємо P * τ = Q. Звідси час нагрівання чайника складе: τ = Q / P = 355555 Дж / 1500 Вт≈237 с≈4 хв. Кількість теплоти, передане чайником воді за одиницю часу - це і є його теплова потужність. Вона складе в нашому випадку величину Q / τ = 84922,8528 кал / 237 с≈358 кал / с = 0,0012888 Гкал / год.

Таким чином, кВт і Гкал / год - це одиниці потужності, а Гкал і МДж - одиниці теплоти і енергії. Як подібні розрахунки можна застосувати на практиці? Якщо нам приходить квитанція про оплату опалення, то ми платимо за тепло, яке постачає організація постачає нам по трубах. Це тепло враховується в Гкал, т. Е. В кількості теплоти, спожитий нами за розрахунковий період. Чи потрібно переводити цю одиницю в джоулі? Звичайно, немає, тому що ми просто платимо за конкретне число гігакалорій.

Однак часто буває необхідно вибрати для будинку або квартири ті чи інші опалювальні прилади, наприклад, кондиціонер, радіатор, бойлер або газовий котел. У зв'язку з чим потрібно заздалегідь знати теплову потужність, необхідну для обігріву приміщення. Знаючи цю потужність, можна підібрати відповідний прилад. Вона може бути вказана як в кВт, так і в Гкал / год, а також в одиницях BTU / h (British Thermal Unit - Британська Термічна Одиниця, h - годину). Наступна пам'ятка допоможе вам перевести кВт в Гкал / год, кВт в BTU / h, Гкал в кВт * год і BTU в кВт * год.

Пам'ятка 2

• один Вт = одному Дж / с = 0,2388459 кал / с = 859,8452 кал / год = 0,8598 ккал / год;
• один кВт = одному кДж / с = 1000 Дж / с = 238,8459 кал / с = +859845,2279 кал / год = +0,00085984523 Гкал / год;
• один МВт = один МДж / с = один мільйон Дж / с = 1000 кВт = +238845,8966 кал / с = 0,85984523 Гкал / год;
• одна Гкал / год = один мільярд кал / год = 1163000 Вт = 1163 кВт = 1,163 МВт = 3968156 BTU / h;
• одна BTU / h = 0,2931 Вт = 0,0700017 кал / с = 252,0062 кал / год = 0,2520062 ккал / год;
• один Вт = 3,412 BTU / h, один кВт = 3412 BTU / h, один МВт = 3412000 BTU / h.

Як визначається одиниця BTU / h і для чого вона використовується? 1 BTU - це кількість теплоти, необхідне для нагрівання 1 фунта води на 1 ° за Фаренгейтом (° F). Ця одиниця виміру використовується в основному для позначення теплової потужності установок, таких, наприклад, як кондиціонери.

приклади розрахунку

Ось ми і підійшли до найголовнішого. Як перевести одну величину в іншу, використовуючи наведені співвідношення? Все не так вже й складно. Розглянемо це на прикладах.

приклад 1

Теплова потужність котла - 30 кВт. Чому дорівнює його еквівалентна потужність, виражена в Гкал / год?

Рішення. Так як 1 кВт = +0,00085984523 Гкал / год, то 30 кВт = 30 * +0,00085984523 Гкал / год = +0,0257953569 Гкал / год.

приклад 2

Підраховано, що для охолодження офісу потрібно кондиціонер потужністю не менше 2,5 кВт. Для покупки був обраний кондиціонер потужністю 8000 BTU / h. Чи достатньо потужності кондиціонера для охолодження офісу?

Рішення. Так як 1 BTU / h = 0,2931 Вт, то 8000 BTU / h = 2344,8 Вт = 2,3448 кВт. Це значення менше розрахункового в 2,5 кВт, тому обраний кондиціонер не підходить для установки.

приклад 3

Теплопостачальною організацією було поставлено за місяць 0,9 Гкал тепла. Якої потужності потрібно встановити радіатор, щоб він давав на місяць така ж кількість тепла?

Рішення. Припустимо, що тепло в будинок поставлялося рівномірно протягом одного місяця (30 діб), тому теплову потужність, що поставляється котельні, можна знайти, поділивши всі кількість тепла на кількість годин на місяць: P = 0,9 Гкал / (30 * 24 ч) = 0,00125 Гкал / год. Ця потужність в перерахунку на кіловати буде дорівнює P = 1163 кВт * 0,00125 = 1,45375 кВт.