Energie — od kalorií po kilowatthodiny

Pochopte energii v každodenním životě: kalorie v jídle, kWh spotřebičů, BTU v topení a elektronvolty ve fyzice. Převádějte s jistotou a s jasnými příklady.

Proč se jednotky energie pohybují od kalorií v jídle po jaderné výbuchy

Tento nástroj převádí mezi více než 53 jednotkami energie - jouly, kaloriemi, BTU, kWh, elektronvolty a dalšími. Ať už počítáte energii v potravinách, účty za energie, požadavky na TZB, spotřebu paliva nebo částicovou fyziku, tento převodník zvládne vše od molekulárních vazeb (elektronvolty) po energii supernovy (10⁴⁴ J), včetně kritického vztahu mezi energií, výkonem a časem pro reálné aplikace.

Základy energie

Joule (J)

Jednotka energie v SI. 1 J = práce síly 1 newtonu na dráze 1 metru (1 N·m).

Co je energie?

Schopnost konat práci nebo produkovat teplo. Často se měří jako mechanická práce, teplo nebo elektrická energie.

Výkon se vztahuje k energii časem: výkon = energie/čas (W = J/s).

Základní jednotka SI: joule (J)
Elektrická: Wh a kWh
Výživa: Kalorie = kilokalorie (kcal)

Každodenní kontext

Účty za elektřinu se účtují v kWh; spotřebiče uvádějí výkon (W) a ten násobíte časem, abyste získali kWh.

Etikety potravin používají Kalorie (kcal). Vytápění/chlazení často používá BTU.

Nabíjení telefonu: ~10 Wh
Sprcha (10 min, 7 kW ohřívač): ~1,17 kWh
Jídlo: ~600–800 kcal

Věda a mikro‑energie

Částicová fyzika používá eV pro energie fotonů a částic.

Na atomárních škálách se v kvantové mechanice objevují energie Hartree a Rydberg.

1 eV = 1,602×10⁻¹⁹ J
Viditelný foton: ~2–3 eV
Planckova energie je extrémně velká (teoretická)

Rychlé shrnutí

Převádějte přes jouly (J) pro jasnost a přesnost
kWh je vhodné pro energii v domácnosti; kcal pro výživu
BTU je běžné v TZB; eV ve fyzice

Mnemotechnické pomůcky

Rychlé počítání z hlavy

kWh ↔ MJ

1 kWh = 3,6 MJ přesně. Násobte 3,6 nebo dělte 3,6.

kcal ↔ kJ

1 kcal ≈ 4,2 kJ. Pro rychlé odhady zaokrouhlete na 4.

BTU ↔ kJ

1 BTU ≈ 1,055 kJ. Pro odhady zhruba 1 BTU ≈ 1 kJ.

Wh ↔ J

1 Wh = 3 600 J. Přemýšlejte: 1 watt po dobu 1 hodiny = 3 600 sekund.

Potravinové kalorie

1 Cal (potravinová) = 1 kcal = 4,184 kJ. Velké 'C' znamená kilokalorie!

kW × hodiny → kWh

Výkon × Čas = Energie. 2 kW topení × 3 hodiny = 6 kWh spotřebováno.

Vizuální reference energie

Scenario	Energy	Visual Reference
LED žárovka (10 W, 10 hodin)	100 Wh (0,1 kWh)	Stojí ~$0,01 při běžných sazbách
Plné nabití chytrého telefonu	10-15 Wh	Dost na nabití ~60-90krát z 1 kWh
Plátek chleba	80 kcal (335 kJ)	Mohlo by napájet 100W žárovku po dobu ~1 hodiny
Horká sprcha (10 min)	1-2 kWh	Stejná energie jako provoz vaší lednice po celý den
Plné jídlo	600 kcal (2,5 MJ)	Dostatek energie na zvednutí auta o 1 metr nad zem
Baterie elektromobilu (60 kWh)	216 MJ	Stejné jako 30 000 potravinových Kalorií nebo 20 dní jídla
Litr benzínu	34 MJ (9,4 kWh)	Ale motory ztrácejí 70% jako teplo!
Blesk	1-5 GJ	Zní to obrovsky, ale napájí dům jen na pár hodin

Časté chyby

Záměna kW a kWh
Fix: kW je výkon (rychlost), kWh je energie (množství). 2 kW topení běžící 3 hodiny spotřebuje 6 kWh.
Kalorie vs. kalorie
Fix: Etikety potravin používají 'Kalorie' (velké K) = kilokalorie = 1 000 kalorií (malé k). 1 Cal = 1 kcal = 4,184 kJ.
Ignorování účinnosti
Fix: Benzín má 9,4 kWh/litr, ale motory mají účinnost jen 25-30%. Skutečná užitečná energie je ~2,5 kWh/litr!
mAh baterie bez napětí
Fix: 10 000 mAh neznamená nic bez napětí! Při 3,7V: 10 000 mAh × 3,7V ÷ 1000 = 37 Wh.
Míchání účtů za energii a výkon
Fix: Účty za elektřinu se účtují za kWh (energie), ne za kW (výkon). Vaše sazba je Kč/kWh, ne Kč/kW.
Zapomínání na čas v energetických výpočtech
Fix: Výkon × Čas = Energie. Provoz 1 500W topení po dobu 2 hodin = 3 kWh, ne 1,5 kWh!

Kam se která jednotka hodí

Domov a spotřebiče

Elektrická energie se účtuje v kWh; spotřebu odhadnete jako výkon × čas.

LED žárovka 10 W × 5 h ≈ 0,05 kWh
Trouba 2 kW × 1 h = 2 kWh
Měsíční účet sčítá všechna zařízení

Jídlo a výživa

Kalorie na etiketách jsou kilokalorie (kcal) a často se uvádějí společně s kJ.

1 kcal = 4,184 kJ
Denní příjem ~2 000–2 500 kcal
kcal a Cal (potravinová) jsou totéž

Vytápění a paliva

BTU, thermy a palivové ekvivalenty (BOE/TOE) se objevují v TZB a na energetických trzích.

1 therm = 100 000 BTU
Zemní plyn a ropa používají standardizované ekvivalenty
Převody kWh ↔ BTU jsou běžné

Jak fungují převody

Metoda základní jednotky

Převeďte na jouly (J), a poté z J na cílovou jednotku. Rychlé faktory: kWh × 3,6 → MJ; kcal × 4184 → J; BTU × 1055,06 → J.

Wh × 3600 → J; kWh × 3,6 → MJ
kcal × 4,184 → kJ; cal × 4,184 → J
eV × 1,602×10⁻¹⁹ → J; J ÷ 1,602×10⁻¹⁹ → eV

Běžné převody

Z	Do	Faktor	Příklad
kWh	MJ	× 3,6	2 kWh = 7,2 MJ
kcal	kJ	× 4,184	500 kcal = 2 092 kJ
BTU	J	× 1 055,06	10 000 BTU ≈ 10,55 MJ
Wh	J	× 3 600	250 Wh = 900 000 J
eV	J	× 1,602×10⁻¹⁹	2 eV ≈ 3,204×10⁻¹⁹ J

Rychlé příklady

1 kWh → J→= 3 600 000 J

650 kcal → kJ→≈ 2 719,6 kJ

10 000 BTU → kWh→≈ 2,93 kWh

5 eV → J→≈ 8,01×10⁻¹⁹ J

Rychlá reference

Rychlý výpočet nákladů na spotřebič

Energie (kWh) × cena za kWh

Příklad: 2 kWh × 5 Kč = 10 Kč
1 000 W × 3 h = 3 kWh

Tahák na baterie

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

10 000 mAh × 3,7 V ≈ 37 Wh
Wh ÷ W zařízení ≈ doba provozu (hodiny)

Rychlý výpočet CO₂

Odhadněte emise z použití elektřiny

CO₂ = kWh × intenzita sítě
Příklad: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2 000 g (2 kg)
Nízkouhlíková síť (100 g/kWh) snižuje toto o 75%

Chyby výkon vs. energie

Běžné záměny

kW je výkon (rychlost); kWh je energie (množství)
2 kW topení po dobu 3 h spotřebuje 6 kWh
Účty používají kWh; štítky spotřebičů ukazují W/kW

Základy obnovitelných zdrojů

Základy solární a větrné energie

Obnovitelné zdroje generují výkon (kW), který se časem integruje do energie (kWh).

Výroba se mění s počasím; důležité jsou dlouhodobé průměry.

Koeficient využití: % maximálního výkonu v čase
Střešní solární: ~900–1 400 kWh/kW·rok (závisí na lokalitě)
Větrné farmy: koeficient využití často 25–45%

Ukládání a přesouvání

Baterie ukládají přebytky a přesouvají energii do doby, kdy je potřeba.

Kapacita v kWh vs. výkon v kW je důležitá
Účinnost zpětného cyklu < 100% (ztráty)
Tarify podle doby použití podporují přesouvání

Tahák na hustotu energie

Zdroj	Podle hmotnosti	Podle objemu	Poznámky
Benzín	~46 MJ/kg (~12,8 kWh/kg)	~34 MJ/L (~9,4 kWh/L)	Přibližně; závisí na směsi
Nafta	~45 MJ/kg	~36 MJ/L	Mírně vyšší objemová hustota než benzín
Letecké palivo	~43 MJ/kg	~34 MJ/L	Rozsah petroleje
Etanol	~30 MJ/kg	~24 MJ/L	Nižší než benzín
Vodík (700 bar)	~120 MJ/kg	~5–6 MJ/L	Vysoká podle hmotnosti, nízká podle objemu
Zemní plyn (STP)	~55 MJ/kg	~0,036 MJ/L	Stlačený/LNG má mnohem vyšší objemovou hustotu
Li‑ion baterie	~0,6–0,9 MJ/kg (160–250 Wh/kg)	~1,4–2,5 MJ/L	Závisí na chemii
Olověná‑kyselinová baterie	~0,11–0,18 MJ/kg	~0,3–0,5 MJ/L	Nízká hustota, levná
Dřevo (suché)	~16 MJ/kg	Různé	Závisí na druhu a vlhkosti

Porovnání energie napříč škálami

Aplikace	Jouly (J)	kWh	kcal	BTU
Jeden foton (viditelný)	~3×10⁻¹⁹	~10⁻²²	~7×10⁻²⁰	~3×10⁻²²
Jeden elektronvolt	1,6×10⁻¹⁹	4,5×10⁻²³	3,8×10⁻²⁰	1,5×10⁻²²
Mravenec zvedající zrnko	~10⁻⁶	~10⁻⁹	~2×10⁻⁷	~10⁻⁹
AA baterie	9 360	0,0026	2,2	8,9
Nabíjení chytrého telefonu	50 000	0,014	12	47
Plátek chleba	335 000	0,093	80	318
Plné jídlo	2 500 000	0,69	600	2 370
Horká sprcha (10 min)	5,4 MJ	1,5	1 290	5 120
Denní příjem potravy	10 MJ	2,8	2 400	9 480
Litr benzínu	34 MJ	9,4	8 120	32 200
Baterie Tesla (60 kWh)	216 MJ	60	51 600	205 000
Blesk	1-5 GJ	300-1 400	240tis-1,2M	950tis-4,7M
Tuna TNT	4,184 GJ	1 162	1 000 000	3,97M
Bomba v Hirošimě	63 TJ	17,5M	15 miliard	60 miliard

Každodenní srovnávací hodnoty

Věc	Typická energie	Poznámky
Plné nabití telefonu	~10–15 Wh	~36–54 kJ
Baterie notebooku	~50–100 Wh	~0,18–0,36 MJ
1 plátek chleba	~70–100 kcal	~290–420 kJ
Horká sprcha (10 min)	~1–2 kWh	Výkon × čas
Topení (1 h)	1–2 kWh	Podle nastavení výkonu
Benzín (1 L)	~34 MJ	Nižší výhřevnost (přibližně)

Úžasná fakta o energii

Baterie elektromobilu vs. dům

Baterie Tesly o kapacitě 60 kWh uchovává stejné množství energie, jaké typický dům spotřebuje za 2-3 dny – představte si, že v autě vozíte elektřinu na 3 dny!

Tajemný Therm

Therm je 100 000 BTU (29,3 kWh). Účty za zemní plyn používají thermy, protože je jednodušší říct '50 thermů' než '5 milionů BTU'!

Trik s velkým písmenem u Kalorií

Etikety potravin používají 'Kalorie' (s velkým K), což je ve skutečnosti kilokalorie! Takže sušenka s 200 Kal má ve skutečnosti 200 000 kalorií (s malým k).

Špinavé tajemství benzínu

1 litr benzínu má 9,4 kWh energie, ale motory ztrácejí 70% jako teplo! Pouze ~2,5 kWh skutečně pohání vaše auto. Elektromobily ztrácejí jen ~10-15%.

Měřítko 1 kWh

1 kWh může: napájet 100W žárovku po dobu 10 hodin, nabít 100 chytrých telefonů, opéct 140 plátků chleba nebo udržet vaši lednici v chodu po 24 hodin!

Magie rekuperačního brzdění

Elektromobily získávají zpět 15-25% energie při brzdění tím, že motor přemění na generátor. To je bezplatná energie ze ztracené kinetické energie!

E=mc² je ohromující

Vaše tělo má dostatek hmotnostní energie (E=mc²) na napájení všech měst na Zemi po dobu jednoho týdne! Ale přeměna hmoty na energii vyžaduje jaderné reakce.

Raketové palivo vs. jídlo

Kilo za kilo, raketové palivo má 10× více energie než čokoláda. Ale raketové palivo nemůžete jíst – chemická energie ≠ metabolická energie!

Rekordy a extrémy

Rekord	Energie	Poznámky
Denní spotřeba v domácnosti	~10–30 kWh	Liší se podle klimatu a spotřebičů
Blesk	~1–10 GJ	Vysoce proměnlivé
1 megatuna TNT	4,184 PJ	Ekvivalent výbušniny

Objev energie: Od starověkého ohně k moderní fyzice

Starověká energie: Oheň, jídlo a svalová síla

Po tisíciletí lidé chápali energii pouze prostřednictvím jejích účinků: tepla z ohně, síly z jídla a moci vody a větru. Energie byla praktickou realitou bez teoretického porozumění.

**Ovládnutí ohně** (~400 000 př. n. l.) - Lidé využívají chemickou energii pro teplo a světlo
**Vodní kola** (~300 př. n. l.) - Řekové a Římané převádějí kinetickou energii na mechanickou práci
**Větrné mlýny** (~600 n. l.) - Peršané zachycují větrnou energii k mletí obilí
**Porozumění výživě** (antika) - Jídlo jako 'palivo' pro lidskou činnost, ačkoli mechanismus byl neznámý

Tyto praktické aplikace předcházely jakékoli vědecké teorii o tisíce let. Energie byla známa zkušeností, ne rovnicemi.

Mechanický věk: Pára, práce a účinnost (1600-1850)

Průmyslová revoluce vyžadovala lepší porozumění tomu, jak se teplo přeměňuje na práci. Inženýři měřili účinnost motorů, což vedlo ke zrodu termodynamiky.

**Zlepšení parního stroje Jamese Watta** (1769) - Kvantifikoval pracovní výkon, zavedl koňskou sílu
**Teorie tepelného motoru Sadiho Carnota** (1824) - Dokázal teoretické limity přeměny tepla na práci
**Julius von Mayer** (1842) - Navrhl mechanický ekvivalent tepla: teplo a práce jsou vzájemně zaměnitelné
**Experimenty Jamese Joulea** (1843-1850) - Přesně změřil: 1 kalorie = 4,184 joulů mechanické práce

Jouleovy experimenty dokázaly zachování energie: mechanická práce, teplo a elektřina jsou různé formy téže věci.

Sjednocená energie: Zachování a formy (1850-1900)

19. století syntetizovalo roztříštěná pozorování do jediného konceptu: energie se zachovává, transformuje se mezi formami, ale nikdy není vytvořena ani zničena.

**Hermann von Helmholtz** (1847) - Formalizoval zákon zachování energie
**Rudolf Clausius** (1850. léta) - Zavedl entropii, ukazující, že energie se kvalitativně zhoršuje
**James Clerk Maxwell** (1865) - Sjednotil elektřinu a magnetismus, ukázal, že světlo nese energii
**Ludwig Boltzmann** (1877) - Propojil energii s atomovým pohybem prostřednictvím statistické mechaniky

Do roku 1900 byla energie chápána jako centrální měna fyziky – transformující se, ale zachovaná ve všech přírodních procesech.

Kvantová a atomová éra: E=mc² a subatomární škály (1900-1945)

20. století odhalilo energii v extrémech: Einsteinovu ekvivalenci hmoty a energie a kvantovou mechaniku na atomárních škálách.

**Max Planck** (1900) - Kvantizoval energii v záření: E = hν (Planckova konstanta)
**Einsteinovo E=mc²** (1905) - Hmota a energie jsou ekvivalentní; malá hmota = obrovská energie
**Niels Bohr** (1913) - Atomové energetické hladiny vysvětlují spektrální čáry; eV se stává přirozenou jednotkou
**Enrico Fermi** (1942) - První řízená jaderná řetězová reakce uvolňuje energii v řádu MeV
**Projekt Manhattan** (1945) - Test Trinity demonstruje ekvivalent ~22 kilotun TNT (~90 TJ)

Jaderná energie potvrdila E=mc²: štěpení přeměňuje 0,1 % hmoty na energii – milionkrát hustší než chemická paliva.

Moderní energetická krajina (1950-současnost)

Poválečná společnost standardizovala jednotky energie pro veřejné služby, potraviny a fyziku, zatímco se potýkala s fosilními palivy, obnovitelnými zdroji a účinností.

**Standardizace kilowatthodiny** - Globální elektrárenské společnosti přijímají kWh pro účtování
**Označování kalorií** (1960. – 90. léta) - Energie v potravinách standardizována; FDA nařizuje nutriční údaje (1990)
**Fotovoltaická revoluce** (1970. – 2020. léta) - Účinnost solárních panelů stoupá z <10 % na >20 %
**Lithium-iontové baterie** (1991-současnost) - Energetická hustota stoupá z ~100 na 250+ Wh/kg
**Chytré sítě a úložiště** (2010. léta) - Správa energie v reálném čase a baterie v síťovém měřítku

Klimatická éra: Dekarbonizace energetických systémů

21. století uznává environmentální náklady energie. Důraz se přesouvá z pouhého generování energie na efektivní generování čisté energie.

**Uhlíková náročnost** - Fosilní paliva emitují 400-1000 g CO₂/kWh; obnovitelné zdroje emitují <50 g CO₂/kWh za celý životní cyklus
**Mezery v ukládání energie** - Baterie ukládají ~0,5 MJ/kg oproti 46 MJ/kg benzínu; obavy z dojezdu přetrvávají
**Integrace do sítě** - Variabilní obnovitelné zdroje vyžadují úložiště a reakci na poptávku
**Imperativy účinnosti** - LED (100 lm/W) vs. žárovky (15 lm/W); tepelná čerpadla (COP > 3) vs. odporové topení

Přechod na čistou nulu vyžaduje elektrifikaci všeho a čisté generování této elektřiny – kompletní revizi energetického systému.

Klíčové milníky ve vědě o energii

1807

Thomas Young poprvé použil termín 'energie' v moderním vědeckém smyslu

1824

Sadi Carnot publikuje teorii tepelného motoru, zakládá termodynamiku

1842

Julius von Mayer navrhuje mechanický ekvivalent tepla

1843-50

James Joule stanovuje mechanický ekvivalent tepla, dokazuje zachování energie

1847

Hermann von Helmholtz formalizuje zákon zachování energie

1882

Edisonova stanice na Pearl Street začíná prodávat elektřinu, vytváří potřebu pro jednotky účtování energie

1889

Kilowatthodina (kWh) je standardizována pro účtování elektřiny po celém světě

1896

Kalorie definována jako energie k ohřátí 1 gramu vody o 1°C (později upřesněna na 4,184 J)

1900

Max Planck kvantizuje energii: E = hν, zakládá kvantovou mechaniku

1905

Einstein publikuje E=mc², ukazuje ekvivalenci hmoty a energie

1932

Elektronvolt (eV) zaveden pro energetické škály v atomové a částicové fyzice

1942

Enrico Fermi dosahuje první řízené jaderné řetězové reakce

1945

Test Trinity demonstruje jadernou energii; ekvivalent TNT se stává standardem (Hirošima: ~15 kilotun)

1954

První jaderná elektrárna (Obninsk, SSSR) vyrábí elektřinu ze štěpení

1990

FDA nařizuje nutriční štítky s energií v Kaloriích (kcal)

1991

Sony komercializuje lithium-iontové baterie; začíná revoluce v dobíjecím úložišti energie

2000s

Energetická hustota lithium-iontových baterií dosahuje praktických úrovní (100-250 Wh/kg), umožňuje revoluci elektromobilů

2015

Pařížská dohoda cílí na čisté nulové emise; energetická transformace se zrychluje

2022

NIF dosahuje fúzního zapálení: energetický zisk z fúzní reakce

Škála energie: Od kvantových šepotů k kosmickým explozím

Energie zahrnuje nepochopitelný rozsah: od jednotlivých fotonů po supernovy. Porozumění těmto škálám pomáhá zasadit každodenní spotřebu energie do kontextu.

Kvantová a molekulární (10⁻¹⁹ až 10⁻¹⁵ J)

Typical units: eV až meV

**Tepelná energie na molekulu** (pokojová teplota) - ~0,04 eV (~6×10⁻²¹ J)
**Viditelný foton** - 1,8-3,1 eV (od červeného po fialové světlo)
**Přerušení chemické vazby** - 1-10 eV (kovalentní vazby)
**Rentgenový foton** - 1-100 keV

Mikroskopická a lidská škála (1 mJ až 1 MJ)

Typical units: mJ, J, kJ

**Letící komár** - ~0,1 mJ
**Plné nabití AA baterie** - ~10 kJ (2,7 Wh)
**Čokoládová tyčinka** - ~1 MJ (240 kcal)
**Člověk v klidu (1 hodina)** - ~300 kJ (75 kcal metabolická rychlost)
**Baterie chytrého telefonu** - ~50 kJ (14 Wh)
**Ruční granát** - ~400 kJ

Domácnost a vozidlo (1 MJ až 1 GJ)

Typical units: MJ, kWh

**Horká sprcha (10 min)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
**Denní příjem potravy** - ~10 MJ (2 400 kcal)
**Litr benzínu** - 34 MJ (9,4 kWh)
**Baterie Tesla Model 3** - ~216 GJ (60 kWh)
**Denní spotřeba v domácnosti** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
**Galon benzínu** - ~132 MJ (36,6 kWh)

Průmyslová a obecní (1 GJ až 1 TJ)

Typical units: GJ, MWh

**Blesk** - 1-10 GJ (velmi se liší)
**Nehoda malého auta (100 km/h)** - ~1 GJ (kinetická energie)
**Tuna TNT** - 4,184 GJ
**Letecké palivo (1 tuna)** - ~43 GJ
**Denní elektřina pro městský blok** - ~100-500 GJ

Velké události (1 TJ až 1 PJ)

Typical units: TJ, GWh

**Kilotuna TNT** - 4,184 TJ (Hirošima: ~63 TJ)
**Denní produkce malé elektrárny** - ~10 TJ (100 MW elektrárna)
**Roční produkce velké větrné farmy** - ~1-5 PJ
**Start raketoplánu** - ~18 TJ (energie paliva)

Civilizace a geofyzika (1 PJ až 1 EJ)

Typical units: PJ, TWh

**Megatunová jaderná zbraň** - 4 184 PJ (Car Bomba: ~210 PJ)
**Velké zemětřesení (magnituda 7)** - ~32 PJ
**Hurikán (celková energie)** - ~600 PJ/den (většinou jako latentní teplo)
**Roční produkce Hooverovy přehrady** - ~15 PJ (4 TWh)
**Roční spotřeba energie malé země** - ~100-1 000 PJ

Planetární a hvězdná (1 EJ až 10⁴⁴ J)

Typical units: EJ, ZJ a dále

**Roční spotřeba energie USA** - ~100 EJ (~28 000 TWh)
**Globální roční spotřeba energie** - ~600 EJ (2020)
**Erupce Krakatoa (1883)** - ~840 PJ
**Dopad asteroidu Chicxulub** - ~4×10²³ J (100 milionů megatun)
**Denní výkon Slunce** - ~3,3×10³¹ J
**Supernova (typ Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)

Perspective

Každá akce – od fotonu dopadajícího na vaše oko po explodující hvězdu – je transformací energie. Žijeme v úzkém pásmu: od megajoulů po gigajouly.

Energie v akci: Reálné aplikace v různých oblastech

Výživa a metabolismus

Etikety potravin uvádějí energii v Kaloriích (kcal). Vaše tělo ji přeměňuje na ATP pro buněčnou práci s účinností ~25 %.

**Bazální metabolická rychlost** - ~1 500-2 000 kcal/den (6-8 MJ) pro přežití
**Běh maratonu** - Spálí ~2 600 kcal (~11 MJ) za 3-4 hodiny
**Čokoládová tyčinka** - ~250 kcal by mohlo napájet 60W notebook po dobu ~4,5 hodiny (pokud by byla 100% účinná)
**Matematika diety** - 1 lb tuku = deficit ~3 500 kcal; deficit 500 kcal/den = 1 lb/týden

Správa energie v domácnosti

Účty za elektřinu se účtují za kWh. Porozumění spotřebě spotřebičů pomáhá snižovat náklady a uhlíkovou stopu.

**LED vs. žárovka** - 10W LED = 60W žárovka; šetří 50W × 5 h/den = 0,25 kWh/den = 9 $/měsíc
**Fantomové zátěže** - Zařízení v pohotovostním režimu plýtvají ~5-10 % energie domácnosti (~1 kWh/den)
**Tepelná čerpadla** - Přesunou 3-4 kWh tepla s použitím 1 kWh elektřiny (COP > 3); odporové topení je 1:1
**Nabíjení elektromobilu** - 60 kWh baterie za 0,15 $/kWh = 9 $ za plné nabití (oproti 40 $ za ekvivalent benzínu)

Doprava a vozidla

Vozidla přeměňují energii paliva na kinetickou energii s významnými ztrátami. Elektromobily jsou 3× účinnější než spalovací motory.

**Benzínové auto** - 30% účinnost; 1 galon (132 MJ) → 40 MJ užitečné práce, 92 MJ tepla
**Elektromobil** - 85% účinnost; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ na kola, 11 MJ ztrát
**Rekuperační brzdění** - Získává zpět 10-25 % kinetické energie do baterie
**Aerodynamika** - Zdvojnásobení rychlosti zčtyřnásobí potřebný výkon pro překonání odporu (P ∝ v³)

Průmysl a výroba

Těžký průmysl tvoří ~30 % celosvětové spotřeby energie. Účinnost procesů a rekuperace odpadního tepla jsou klíčové.

**Výroba oceli** - ~20 GJ na tunu (5 500 kWh); elektrické obloukové pece používají šrot a méně energie
**Tavení hliníku** - ~45-55 GJ na tunu; proto recyklace šetří 95 % energie
**Datová centra** - ~200 TWh/rok globálně (2020); PUE (Power Usage Effectiveness) měří účinnost
**Výroba cementu** - ~3-4 GJ na tunu; tvoří 8 % celosvětových emisí CO₂

Systémy obnovitelné energie

Solární, větrná a vodní energie přeměňují okolní energii na elektřinu. Koeficient využití a přerušovanost ovlivňují jejich nasazení.

**Solární panel** - ~20% účinnost; 1 m² přijímá ~1 kW špičkového slunce → 200W × 5 slunečních hodin/den = 1 kWh/den
**Koeficient využití větrné turbíny** - 25-45%; 2 MW turbína × 35% CF = 6 100 MWh/rok
**Hydroelektrárna** - 85-90% účinnost; 1 m³/s padající 100 m ≈ 1 MW
**Účinnost zpětného cyklu bateriového úložiště** - 85-95%; ztráty jako teplo během nabíjení/vybíjení

Vědecké a fyzikální aplikace

Od urychlovačů částic po laserovou fúzi, fyzikální výzkum operuje na energetických extrémech.

**Velký hadronový urychlovač** - 362 MJ uloženo ve svazku; srážky protonů při 13 TeV
**Laserová fúze** - NIF dodává ~2 MJ v nanosekundách; dosáhl bodu zvratu v roce 2022 (~3 MJ výstup)
**Lékařské izotopy** - Cyklotrony urychlují protony na 10-20 MeV pro PET zobrazování
**Kosmické záření** - Nejenergetičtější detekovaná částice: ~3×10²⁰ eV (~50 J v jednom protonu!)

Katalog jednotek

Metrické (SI)

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
joule	J	1	Základní jednotka energie v SI.
kilojoule	kJ	1,000	1 000 J; praktické pro výživu.
megajoule	MJ	1,000,000	1 000 000 J; měřítko spotřebičů/průmyslové.
gigajoule	GJ	1.000e+9	1 000 MJ; velký průmysl/inženýrství.
mikrojoule	µJ	0.000001	Mikrojoule; senzory a laserové pulzy.
milijoule	mJ	0.001	Milijoule; malé pulzy.
nanojoule	nJ	0.000000001	Nanojoule; mikro‑energetické události.
terajoule	TJ	1.000e+12	1 000 GJ; velmi velké úniky.

Imperiální / USA

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
britská tepelná jednotka	BTU	1,055.06	Britská tepelná jednotka; TZB a vytápění.
BTU (IT)	BTU(IT)	1,055.06	IT definice BTU (≈ stejná jako BTU).
BTU (termochemický)	BTU(th)	1,054.35	Termochemická definice BTU.
stopa-libra síla	ft·lbf	1.35582	Stopa‑libra síly; mechanická práce.
palec-libra síla	in·lbf	0.112985	Palec‑libra síly; točivý moment a práce.
milion BTU	MBTU	1.055e+9	Milion BTU; energetické trhy.
quad	quad	1.055e+18	10¹⁵ BTU; národní energetické škály.
therm	thm	105,506,000	Účtování zemního plynu; 100 000 BTU.

Kalorie

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
kalorie	cal	4.184	Malá kalorie; 4,184 J.
Kalorie (potravinová)	Cal	4,184	Potravinová ‘Kalorie’ (kcal).
kilokalorie	kcal	4,184	Kilokalorie; potravinová kalorie.
kalorie (15°C)	cal₁₅	4.1855	Kalorie při 15°C.
kalorie (20°C)	cal₂₀	4.182	Kalorie při 20°C.
kalorie (IT)	cal(IT)	4.1868	IT kalorie (≈4,1868 J).
kalorie (termochemická)	cal(th)	4.184	Termochemická kalorie (4,184 J).

Elektrické

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
kilowatthodina	kWh	3,600,000	Kilowatthodina; účty za energie a elektromobily.
watthodina	Wh	3,600	Watthodina; energie spotřebičů.
elektronvolt	eV	1.602e-19	Elektronvolt; energie částic/fotonů.
gigaelektronvolt	GeV	1.602e-10	Gigaelectronvolt; fyzika vysokých energií.
gigawatthodina	GWh	3.600e+12	Gigawatthodina; sítě a elektrárny.
kiloelektronvolt	keV	1.602e-16	Kiloelektronvolt; rentgenové záření.
megaelektronvolt	MeV	1.602e-13	Megaelektronvolt; jaderná fyzika.
megawatthodina	MWh	3.600e+9	Megawatthodina; větší zařízení.

Atomové / Jaderné

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
atomová hmotnostní jednotka	u	1.492e-10	Energetický ekvivalent 1 u (přes E=mc²).
energie Hartree	Eₕ	4.360e-18	Hartree energie (kvantová chemie).
kilotuna TNT	ktTNT	4.184e+12	Kilotuna TNT; energie velkého výbuchu.
megatuna TNT	MtTNT	4.184e+15	Megatuna TNT; energie velmi velkého výbuchu.
Rydbergova konstanta	Ry	2.180e-18	Rydbergova energie; spektroskopie.
tuna TNT	tTNT	4.184e+9	Tuna TNT; výbušný ekvivalent.

Vědecké

Jednotka	Symbol	Jouly	Poznámky
barel ropného ekvivalentu	BOE	6.120e+9	Barel ropného ekvivalentu ~6,12 GJ (přibližně).
kubická stopa zemního plynu	cf NG	1,055,060	Kubická stopa zemního plynu ~1,055 MJ (přibližně).
dyn-centimetr	dyn·cm	0.0000001	Dyn‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J.
erg	erg	0.0000001	Energie v CGS; 1 erg = 10⁻⁷ J.
koňská síla-hodina	hp·h	2,684,520	Koňská síla‑hodina; mechanické/motory.
koňská síla-hodina (metrická)	hp·h(M)	2,647,800	Metrická koňská síla‑hodina.
latentní teplo páry	LH	2,257,000	Latentní teplo vypařování vody ≈ 2,257 MJ/kg.
Planckova energie	Eₚ	1.956e+9	Planckova energie (Eₚ) ≈ 1,96×10⁹ J (teoretická škála).
tuna uhelného ekvivalentu	TCE	2.931e+10	Tuna uhelného ekvivalentu ~29,31 GJ (přibližně).
tuna ropného ekvivalentu	TOE	4.187e+10	Tuna ropného ekvivalentu ~41,868 GJ (přibližně).

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi kW a kWh?

kW je výkon (rychlost). kWh je energie (kW × hodiny). Účty používají kWh.

Jsou Kalorie stejné jako kcal?

Ano. Potravinová ‘Kalorie’ se rovná 1 kilokalorii (kcal) = 4,184 kJ.

Jak odhadnu náklady na spotřebič?

Energie (kWh) × sazba (za kWh). Příklad: 2 kWh × 5 Kč = 10 Kč.

Proč existuje tolik definic kalorie?

Historická měření při různých teplotách vedla k variantám (IT, termochemická). Pro výživu používejte kcal.

Kdy bych měl použít eV místo J?

eV je přirozené pro atomové/částicové škály. Pro makroskopické kontexty převeďte na J.

Co je koeficient využití?

Skutečná výroba energie v čase dělená výrobou, kdyby elektrárna běžela na plný výkon 100 % času.

Kompletní Adresář Nástrojů

Všech 71 nástrojů dostupných na UNITS

▼Převodníky

Délka Hmotnost Teplota Objem Plocha Čas Měna Rychlost Spotřeba Paliva Zrychlení Síla Točivý Moment

▼Kalkulačky

BMI Kalorie BMR Makra Tělesný Tuk Ideální Váha Hypotéka Půjčka Půjčka na Auto Investice Složené Úročení Cíl Úspor

▼Nástroje

Muzeum Jednotek Vlastní Jednotky

▼Extra

Souboj Jednotek

Převodník Energie