แปลงแคลอรีเป็นจูล
แคลอรีเล็ก 1 แคลอรีเท่ากับ 4.184 จูลพอดี จึงนำแคลอรีคูณด้วย 4.184 ก็จะได้ค่าเป็นจูล เช่น 10 cal เท่ากับ 41.84 J และ 1,000 cal เท่ากับ 4,184 J หน้านี้ใช้แคลอรีเล็กซึ่งเป็นหน่วยทางวิทยาศาสตร์ ส่วนฉลากอาหารใช้กิโลแคลอรี
1 แคลอรี = 4.184 จูล
1 cal = 4.184 J · คูณด้วย 4.184
แคลอรีเล็กและที่มาของค่า 4.184
แคลอรีถูกกำหนดขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดยหมายถึงความร้อนที่ใช้ทำให้น้ำ 1 กรัมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส เนื่องจากปริมาณนี้เปลี่ยนไปเล็กน้อยตามอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำ จึงเกิดหลายนิยามขึ้น ได้แก่ แคลอรีที่ 15 °C ซึ่งมีค่าประมาณ 4.1855 J แคลอรีตารางสากลที่ 4.1868 J ซึ่งใช้ในงานวิศวกรรมไอน้ำ และแคลอรีเทอร์โมเคมีที่มีค่าเท่ากับ 4.184 J พอดี วงการเคมีและโภชนาการเลือกใช้ค่าสุดท้าย และตัวแปลงหน่วยนี้ก็ใช้ค่าเดียวกัน
จูลเป็นหน่วย SI ของพลังงาน คืองานที่เกิดจากแรง 1 นิวตันกระทำเป็นระยะ 1 เมตร หรือกำลัง 1 วัตต์เป็นเวลา 1 วินาที การยกแอปเปิล 102 g ขึ้น 1 เมตรใช้พลังงานประมาณ 1 J ดังนั้น 1 แคลอรีจึงเทียบได้กับพลังงานที่ใช้ยกแอปเปิลลูกนั้นประมาณ 4 เมตร
ตารางแปลง แคลอรี เป็น จูล
ปัดเศษเป็นเลขนัยสำคัญหกหลัก หากต้องการค่าที่แม่นยำ ให้กรอกค่าใดก็ได้ในตัวแปลงด้านบน
| แคลอรี (cal) | จูล (J) |
|---|---|
| 1 | 4.184 |
| 2 | 8.368 |
| 3 | 12.552 |
| 4 | 16.736 |
| 5 | 20.92 |
| 6 | 25.104 |
| 7 | 29.288 |
| 8 | 33.472 |
| 9 | 37.656 |
| 10 | 41.84 |
| 12 | 50.208 |
| 15 | 62.76 |
| 20 | 83.68 |
| 25 | 104.6 |
| 30 | 125.52 |
| 40 | 167.36 |
| 50 | 209.2 |
| 60 | 251.04 |
| 70 | 292.88 |
| 75 | 313.8 |
| 80 | 334.72 |
| 90 | 376.56 |
| 100 | 418.4 |
| จูล (J) | แคลอรี (cal) |
|---|---|
| 1 | 0.239006 |
| 2 | 0.478011 |
| 3 | 0.717017 |
| 4 | 0.956023 |
| 5 | 1.19503 |
| 6 | 1.43403 |
| 7 | 1.67304 |
| 8 | 1.91205 |
| 9 | 2.15105 |
| 10 | 2.39006 |
| 12 | 2.86807 |
| 15 | 3.58509 |
| 20 | 4.78011 |
| 25 | 5.97514 |
| 30 | 7.17017 |
| 40 | 9.56023 |
| 50 | 11.9503 |
| 60 | 14.3403 |
| 70 | 16.7304 |
| 75 | 17.9254 |
| 80 | 19.1205 |
| 90 | 21.5105 |
| 100 | 23.9006 |
วิธีแปลง แคลอรี เป็น จูล
J = cal × 4.184
1 cal = 4.184 J
25 cal × 4.184 = 104.6 J
- เริ่มจากค่าที่เป็นหน่วย แคลอรี
- นำค่านั้นคูณด้วย 4.184
- ปัดเศษผลลัพธ์ตามความละเอียดที่งานต้องการ: ใช้จำนวนเต็มสำหรับการใช้งานทั่วไป และใช้ทศนิยมมากขึ้นสำหรับงานวิศวกรรมหรือสูตรอาหาร
โจทย์แคลอริเมทรี
ในห้องปฏิบัติการ มักคำนวณความร้อนด้วยสูตร q = m × c × ΔT โดยน้ำมีความจุความร้อนจำเพาะ 1 cal/(g·°C) หรือ 4.184 J/(g·°C) การทำให้น้ำ 250 g ร้อนขึ้นจาก 20 °C เป็น 100 °C ต้องใช้ 250 × 80 = 20,000 cal ซึ่งเท่ากับ 83,680 J หรือ 83.7 kJ การคำนวณเป็นแคลอรีก่อนแล้วค่อยแปลงหน่วยในตอนท้ายจะช่วยไม่ให้เกิดการปัดเศษในแต่ละขั้นตอน
ตำราเก่าและตารางอ้างอิงบางฉบับยังระบุความร้อนของปฏิกิริยาและการเผาไหม้เป็น kcal/mol ให้คูณด้วย 4.184 เพื่อให้ได้ kJ/mol ซึ่งเป็นหน่วยที่ข้อมูลสมัยใหม่ใช้ เช่น 57.8 kcal/mol ของการเกิดไอน้ำจากไฮโดรเจนและออกซิเจนจะเท่ากับ 241.8 kJ/mol
อย่าสับสนระหว่าง cal กับ Cal
แคลอรีของอาหาร (Calorie) เท่ากับ 1,000 แคลอรีตามหน่วยนี้ ขนมที่ระบุ 100 Calorie จึงมีพลังงาน 418,400 J ไม่ใช่ 418.4 หากผลลัพธ์ของสิ่งที่กินได้ดูเล็กกว่าที่ควรเป็นพันเท่า แสดงว่าคุณเริ่มจากกิโลแคลอรี ให้ใช้ kcal เป็น kJ แทน ส่วนพลังงานไฟฟ้ามักระบุเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งแปลงได้ที่ kWh เป็นจูล
คำถามที่พบบ่อย
- 1 แคลอรีเท่ากับกี่จูล
- 4.184 J สำหรับแคลอรีเทอร์โมเคมีที่ใช้ในวิชาเคมีและโภชนาการ ส่วนแคลอรีตารางสากลเท่ากับ 4.1868 J
- ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำเป็นจูลมีค่าเท่าไร
- ประมาณ 4.184 J ต่อกรัมต่อองศาเซลเซียสที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเท่ากับ 1 cal/(g·°C)
- แคลอรีเป็นหน่วย SI หรือไม่
- ไม่ใช่ จูลเป็นหน่วย SI ของพลังงาน ส่วนแคลอรียังใช้อยู่ในวิชาเคมี โภชนาการ และข้อมูลทางวิศวกรรมรุ่นเก่า
- ต้องใช้พลังงานกี่จูลในการต้มน้ำหนึ่งถ้วยให้เดือด
- การทำให้น้ำ 240 g ร้อนขึ้นจาก 20 °C เป็น 100 °C ใช้พลังงานประมาณ 80 kJ หรือ 19,200 cal ยังไม่รวมความร้อนที่สูญเสียไปกับหม้อและอากาศ